高一物理教科版必修1 第1部分 第三章 第6節(jié)《超重與失重》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三章 第6節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 1 當(dāng)研究對(duì)象在豎直方向處于加速狀態(tài)時(shí) 它受到的重力和支持力 拉力 不再是一對(duì)平衡力 2 物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w重力的現(xiàn)象稱(chēng)為超重現(xiàn)象 3 物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谖矬w重力的現(xiàn)象稱(chēng)為失重現(xiàn)象 4 無(wú)論物體超重還是失重 物體的重力并沒(méi)有改變 超重與失重的概念 自學(xué)教材 1 重力和視重 1 物體所受重力由物體的質(zhì)量和物體所處的位置決定 即G mg 物體的重力與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 無(wú)論物體如何運(yùn)動(dòng) 其重力不發(fā)生變化 2 視重是指稱(chēng)量物體重力時(shí)的讀數(shù) 是指物體對(duì)支持物的或?qū)覓焖奈矬w的 物體的視重與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 它隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而變化 無(wú)關(guān) 壓力 拉力 有關(guān) 2 超重和失重的概念 1 超重 物體對(duì)懸掛物的拉力 或?qū)χС治锏膲毫?物體所受重力的現(xiàn)象 2 失重 物體對(duì)懸掛物的拉力 或?qū)χС治锏膲毫?物體所受重力的現(xiàn)象 3 完全失重 物體對(duì)懸掛物的拉力 或?qū)χС治锏膲毫?的現(xiàn)象 大于 小于 等于零 重點(diǎn)詮釋 1 物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí) 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锢?的大小與物體的重力大小不相等 但物體所受的重力并沒(méi)有發(fā)生變化 2 物體處于超重或失重狀態(tài) 與物體的速度大小 速度方向無(wú)關(guān) 只取決于物體的加速度方向 加速度方向向上則超重 加速度方向向下則失重 3 如果物體不在豎直方向上運(yùn)動(dòng) 只要其加速度在豎直方向上有分量 即ay 0 就存在超重 失重現(xiàn)象 當(dāng)ay方向豎直向上時(shí) 物體處于超重狀態(tài) 當(dāng)ay方向豎直向下時(shí) 物體處于失重狀態(tài) 4 在完全失重狀態(tài)下 通常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失 比如物體對(duì)桌面無(wú)壓力 單擺停止擺動(dòng) 浸在水中的物體不受浮力等 靠重力才能使用的儀器 也不能再使用 如天平 液體氣壓計(jì)等 1 關(guān)于超重和失重現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 超重就是物體所受的重力增加了B 失重就是物體所受的重力減小了C 完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了D 無(wú)論超重還是失重 物體所受重力都是不變的 解析 無(wú)論超重 失重還是完全失重 物體的重力不變 物體的重力只與物體的質(zhì)量和重力加速度有關(guān) 與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) 故D正確 答案 D 超重 失重問(wèn)題的有關(guān)計(jì)算 自學(xué)教材 設(shè)物體質(zhì)量為m 豎直方向加速度為a 重力加速度為g 支持力為F 1 超重 由F mg ma可得F 即視重重力 超重 ma 加速度a越大 超重越多 2 失重 由mg F ma可得F 即視重重力 失重 ma 加速度a越大 失重越多 3 完全失重 由mg F ma和a g聯(lián)立解得F 0 即視重為0 失重 mg m g a 大于 m g a 小于 重點(diǎn)詮釋 1 物體處于超重狀態(tài)或處于失重狀態(tài) 是由物體的加速度的方向決定的 與物體的速度方向無(wú)關(guān) 2 物體處于超重狀態(tài)時(shí)物體的視重比物體的實(shí)際重力超出ma 這一部分用于使物體產(chǎn)生向上的加速度a 反之 物體失重時(shí)失去的部分ma用于產(chǎn)生向下的加速度a 當(dāng)a g時(shí)處于完全失重狀態(tài) 重力完全用于產(chǎn)生向下的加速度 因此不會(huì)對(duì)支持物有壓力 或?qū)覓煳镉欣?3 解答超重 失重問(wèn)題的步驟 明確題意 確定研究對(duì)象 對(duì)研究對(duì)象受力分析和運(yùn)動(dòng)情況的分析 確定加速度的方向 根據(jù)牛頓第二定律列式求解 答案 D 對(duì)超重 失重的理解 例1 為了研究超重與失重現(xiàn)象 某同學(xué)把一體重計(jì)放在電梯的地板上 將一質(zhì)量為45kg的物體放在體重計(jì)上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重計(jì)示數(shù)的變化情況 下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重計(jì)的示數(shù) 表內(nèi)時(shí)間不表示先后順序 若已知t0時(shí)刻電梯靜止 則 A t1和t2時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反B t1和t2時(shí)刻物體的質(zhì)量并沒(méi)有發(fā)生變化 但所受重力發(fā)生了變化C t1和t2時(shí)刻電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等 運(yùn)動(dòng)方向一定相反D t3時(shí)刻電梯可能向上運(yùn)動(dòng) 思路點(diǎn)撥 解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 由示數(shù)變化確定物體所處的失重或超重狀態(tài) 2 超重 失重與物體的速度 加速度的關(guān)系 解析 由超重和失重的物理意義可知 當(dāng)物體的加速度向上時(shí) 支持力N大于重力G 發(fā)生超重現(xiàn)象 當(dāng)物體的加速度向下時(shí) 支持力N小于重力G 發(fā)生失重現(xiàn)象 可見(jiàn)發(fā)生超重和失重時(shí) 物體的重力G并沒(méi)有發(fā)生變化 但加速度方向相反 A正確 B錯(cuò)誤 由表中數(shù)據(jù)知 t1時(shí)刻超重 t2時(shí)刻失重 t3時(shí)刻仍為重力 但t3時(shí)刻電梯可能是勻速運(yùn)動(dòng) 也可能處于靜止 答案 AD 借題發(fā)揮 1 判斷超重 失重的標(biāo)準(zhǔn)是看加速度的方向 若加速度向上則物體一定超重 若加速度向下則物體一定失重 反之若物體超重 則加速度一定向上 若物體失重 則加速度一定向下 2 物體超重或失重狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)方向不確定 可以向上運(yùn)動(dòng) 也可以向下運(yùn)動(dòng) 1 懸掛在電梯天花板上的彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子上掛著質(zhì)量為m的物體 電梯靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G mg 下列說(shuō)法中正確的是 A 當(dāng)電梯勻速上升時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大 電梯勻速下降時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小B 只有電梯加速上升時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才會(huì)增大 只有電梯加速下降時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才會(huì)減小 C 不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng) 只要加速度的方向豎直向上 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定增大D 不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng) 只要加速度的方向豎直向下 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定減小解析 超重 失重與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān) 取決于加速度方向 加速度方向向上為超重 加速度方向向下為失重 答案 CD 超重 失重的計(jì)算 圖3 6 1 例2 一質(zhì)量為m 40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上 電梯從t 0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升 在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖3 6 1所示 試問(wèn)在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少 取重力加速度g 10m s2 思路點(diǎn)撥 解答本題可按以下思路進(jìn)行 答案 9m 借題發(fā)揮 通過(guò)F t圖像分析超重 失重現(xiàn)象的步驟 1 分析有關(guān)超重 失重現(xiàn)象的圖像問(wèn)題時(shí) 通過(guò)讀取圖像信息 獲取不同階段的受力情況 特別是和重力大小相比較 2 分別構(gòu)建勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng)模型 利用牛頓第二定律求解不同階段的加速度 3 利用直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解相關(guān)的物理量 2 在電梯中 把一重物置于臺(tái)秤上 臺(tái)秤與壓力傳感器相連 電梯由靜止開(kāi)始豎直上升的過(guò)程中 傳感器所受的壓力與時(shí)間的關(guān)系 F t 圖像如圖3 6 2所示 取g 10m s2 由圖像可知 圖3 6 2 1 電梯減速上升過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間是 s 2 重物的質(zhì)量是 kg 3 電梯的最大加速度是 m s2 答案 1 4 2 3 3 5 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全