教科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 7 超重与失重.ppt

;基础知识梳理与落实;【学习任务与素养目标】

1.通过实验,认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质。(物理观念)

2.认识完全失重现象。(物理观念);;一、重力测量

物体对弹簧测力计的拉力T的大小决定了弹簧测力计的示数,它和弹簧测力计对物体的拉力T是一对作用力与反作用力,即T与T大小相等。但是物体所受的重力与弹簧测力计对物体的拉力大小相等,即G=T是有条件的。由牛顿第二定律可知,只有物体在竖直方向上加速度等于零,弹簧测力计的示数才等于物体所受的重力。;二、超重和失重

1.超重

(1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象。?

(2)产生条件:物体具有的加速度。?

2.失重

(1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象。?

(2)产生条件:物体具有的加速度。?

3.完全失重

(1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)的现象。?

(2)产生条件:物体加速度方向,大小等于。?;易错辨析

(1)处于平衡状态的物体加速度一定等于零,而速度不一定等于零。()

(2)速度为零时,物体一定处于平衡状态。()

(3)物体处于完全失重状态时就是不受重力了。()

;(4)物体处于失重状态的原因是物体的重力减小了。()

(5)小球沿光滑斜面下滑的过程中处于失重状态。();;;;2.超重、失重的分析;状态;;A.t=5s时电梯处于超重状态

B.8~9s内电梯在做减速运动

C.10~15s内电梯在下行

D.17~20s内电梯在上行;方法技巧判断物体处于超重、失重状态的三种方法

(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;拉力(或支持力)小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。

(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态;具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态。

(3)从运动的角度判断,当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态;当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态。;对点演练

1.三人跳绳游戏如图所示,其中两个人拉着绳子使其做环摆运动,第三个人在环摆的绳中做各种跳跃动作。不计空气阻力,关于第三个人,下列说法正确的是()

A.她能腾空,是因为地面对她的弹力大于她对地面的压力

B.地面对她有弹力,是因为她的鞋子底部发生了弹性形变

C.她双脚离地后,在空中上升的过程中处于完全失重状态

D.在她跳绳的整个过程中,自始至终不可能出现超重现象;解析地面对人的弹力与人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,即地面对她的弹力大小等于她对地面的压力,A错误;地面对她有弹力,是因为地面发生了弹性形变,B错误;她双脚离地后,在空中上升的过程中,加速度为重力加速度,方向竖直向下,即她双脚离地后,在空中上升的过程中处于完全失重状态,C正确;跳绳的整个过程中,当她双脚触地,下蹲至最低点后向上加速的过程,加速度方向向上,此时她处于超重状态,D错误。;;;;解析(1)以物体为研究对象,对物体进行受力分析及运动状态分析,如图甲所示,设人的最大“举力”为F;(2)此人在匀加速上升的升降机中最多能举起m2=40kg的物体,此时升降机处于超重状态,对物体进行受力分析和运动情况分析,如图乙所示

由牛顿第二定律得F-m2g=m2a2

所以=11.375m/s2

即升降机加速上升的加速度大小为11.375m/s2。

答案(1)85.5kg(2)11.375m/s2;方法技巧(1)在不同环境中这个最大“举力”是恒定不变的,即他在以不同的加速度运动的升降机中最大的“举力”恒定。若以物体为研究对象对其进行受力分析,根据人举起的不同质量的物体,可推知物体所处的运动状态;反过来根据物体的运动状态,在最大“举力”相同时也可以推知举起物体的质量。

(2)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会消失,比如物体对桌面无压力、浸在水中的物体不受浮力、液体对容器壁没有压强等。靠重力才能使用的仪器也不能使用,如天平、液体气压计等。;对点演练

2.如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小球,电梯中有质量为40kg的乘客,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时的四分之三,已知重力加速度g取10m/s2,由此可判断此时()

A.电梯可能加速下降,加速度大小为5m/s2

B.电梯可能减速上升,加速度大小为2.5m/s2

C.乘客处于超重状态

D.乘客对电梯地板的压力为400N;解析当电梯静止不动时,小球