3.6 超重与失重(共33张PPT).ppt

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1、第六节超重与失重第六节超重与失重第第 六六节节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位：课标定位：应用：应用：1. 能用牛顿运动定律解决有关超重和失重能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题问题2观察并感受失重和超重现象，用科学的观点解观察并感受失重和超重现象，用科学的观点解释身边的现象释身边的现象理解：理解：1. 超重和失重现象的原因超重和失重现象的原因2超重和失重都是一种表象，实际上物体的重力超重和失重都是一种表象，实际上物体的重力不变不变认识：认识：1. 超重现象和失重现象超重现象和失重现象2完全失重现象完全失重现象课前自主学案课前自

2、主学案一、乘电梯时的发现一、乘电梯时的发现1实验过程实验过程(如图如图361所示所示)图图361(1)当弹簧测力计拉着重物在竖直方向静止时，当弹簧测力计拉着重物在竖直方向静止时，测力计示数测力计示数_物体的重力物体的重力(2)弹簧测力计拉着物体竖直向上加速运动时，弹簧测力计拉着物体竖直向上加速运动时，测力计示数测力计示数_物体的重力；竖直向上减速物体的重力；竖直向上减速运动时，测力计示数运动时，测力计示数_物体的重力物体的重力(3)弹簧测力计拉着重物竖直向下加速时，测力弹簧测力计拉着重物竖直向下加速时，测力计示数计示数_物体的重力；竖直向下减速时，物体的重力；竖直向下减速时，测力计示数测力计示

3、数_物体的重力物体的重力等于等于大于大于小于小于小于小于大于大于2实验分析实验分析弹簧测力计的示数决定于它受到的弹簧测力计的示数决定于它受到的_大小，大小，上述情况表明弹簧测力计受到的上述情况表明弹簧测力计受到的_发生了发生了变化，物体的重力并变化，物体的重力并_变化变化二、超重和失重现象二、超重和失重现象1超重超重(1)定义：物体对悬挂物的拉力定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压或对支持物的压力力)_物体所受重力的现象物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有_的加速度的加速度拉力拉力拉力拉力没有没有大于大于竖直向上竖直向上2失重失重(1)定义：物体对悬挂物的拉力定义：

4、物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压或对支持物的压力力)_物体所受重力的现象物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有_的加速度的加速度(3)完全失重完全失重定义：物体对悬挂物的拉力定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压或对支持物的压力力)_ 的现象的现象产生条件：产生条件：ag，方向，方向_小于小于竖直向下竖直向下等于零等于零竖直向下竖直向下思考感悟思考感悟如图如图362，电梯在启动向上、匀速运动和制，电梯在启动向上、匀速运动和制动三个阶段，体重计的示数不同，试解释这一现动三个阶段，体重计的示数不同，试解释这一现象象图图362提示：提示：电梯在启动、匀速运动和制动三个阶段，

5、电梯在启动、匀速运动和制动三个阶段，人分别处于超重、平衡和失重状态，即人受到人分别处于超重、平衡和失重状态，即人受到的支持力分别大于、等于和小于人自身的重力，的支持力分别大于、等于和小于人自身的重力，因此体重计的示数在三个阶段不同因此体重计的示数在三个阶段不同核心要点突破核心要点突破一、对超重、失重的理解一、对超重、失重的理解1视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重视重”，大小等于秤所受的拉力或压力大小等于秤所受的拉力或压力2对超、失重的理解对超、失重的理解(1)物体处于超重或失

6、重状态时，物体对支持物的物体处于超重或失重状态时，物体对支持物的压力压力(或对悬挂物拉力或对悬挂物拉力)的大小与物体的重力大小的大小与物体的重力大小不相等，但物体所受的重力并没有发生变化不相等，但物体所受的重力并没有发生变化(2)物体处于失重还是超重状态，与物体的速度物体处于失重还是超重状态，与物体的速度大小、速度方向无关，只决定于物体的加速度大小、速度方向无关，只决定于物体的加速度方向：加速度方向向上则超重，加速度方向向方向：加速度方向向上则超重，加速度方向向下则失重下则失重(3)物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即竖直方向上有分量

7、，即ay0，就存在超重、失，就存在超重、失重现象当重现象当ay方向竖直向上时，物体处于超重方向竖直向上时，物体处于超重状态，当状态，当ay方向竖直向下时，物体处于失重状方向竖直向下时，物体处于失重状态态(4)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，等靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等如天平、液体气压计等特别提醒：特别提醒：(1)用弹簧测力计测

8、物体的重力时，用弹簧测力计测物体的重力时，必须保证物体处于静止或匀速直线运动状必须保证物体处于静止或匀速直线运动状态当物体在竖直方向有加速度时，测力计的态当物体在竖直方向有加速度时，测力计的示数不再等于物体的重力示数不再等于物体的重力(2)超重时物体具有向上的加速度，物体可能向超重时物体具有向上的加速度，物体可能向上加速，也可能向下减速；失重时物体具有向上加速，也可能向下减速；失重时物体具有向下的加速度，物体可能向下加速也可能向上减下的加速度，物体可能向下加速也可能向上减速速即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.关于超重和失重的下列说法中，正确的是关于超重和失重的下列说法

9、中，正确的是()A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了物体所受的重力减小了B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用所以做自由落体运动的物体不受重力作用C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态具有向下的速度时处于失重状态D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且未发生变化终存在且未发生变化解析：解析：选选D.物体具有向上的加速度时处于超重状物体具有向上的加

10、速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化，综上所述，物的压力或对悬挂物的拉力发生变化，综上所述，A、B、C项错误，项错误，D项正确项正确二、超重、失重问题的计算二、超重、失重问题的计算1超重、失重的定量计算超重、失重的定量计算设物体质量为设物体质量为m，竖直方向加速度为，竖直方向加速度为a，重力加速度，重力加速度为为g，支持力为，支持力为N.(1)超重：由超重：由Nmgma可得可得Nm(ga)，即视重，即视重大于重力，超

11、重大于重力，超重“ma”，加速度，加速度a越大，超重越多越大，超重越多(2)失重：由失重：由mgNma可得可得Nm(ga)，即视重，即视重小于重力失重小于重力失重“ma”，加速度，加速度a越大，失重越多越大，失重越多(3)完全失重：由完全失重：由mgNma和和ag联立解得联立解得F0，即视重为即视重为0，失重，失重“mg”2解答超重、失重问题的步骤解答超重、失重问题的步骤(1)明确题意，确定研究对象明确题意，确定研究对象(2)对研究对象受力分析和运动情况的分析对研究对象受力分析和运动情况的分析(3)确定加速度的方向确定加速度的方向(4)根据牛顿第二定律列式求解根据牛顿第二定律列式求解特别提醒：

12、特别提醒：超重、失重问题本质上是牛顿第二超重、失重问题本质上是牛顿第二定律的应用，其求解的思路方法与应用牛顿第定律的应用，其求解的思路方法与应用牛顿第二定律的思路方法相同二定律的思路方法相同即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后力的传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(Nt)图图像如图像如图363

13、所示，则所示，则图图363(1)电梯在启动阶段经历了电梯在启动阶段经历了_s加速上升过加速上升过程程(2)电梯的最大加速度是多少？电梯的最大加速度是多少？(g取取10 m/s2)答案：答案：(1)4(2)6.7 m/s2课堂互动讲练课堂互动讲练对超重、失重的理解对超重、失重的理解 某实验小组，利用某实验小组，利用DIS系统观察超重和失重系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为一个压力传感器，在传感器上放一个重为20 N的物的物块，如图块，如图364甲所示，实验中计算机显示出传甲所示，实验中计算

14、机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图像，感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图像，如图乙根据图像分析得出的结论中正确的是如图乙根据图像分析得出的结论中正确的是()图图364A从时刻从时刻t1到到t2，物块处于失重状态，物块处于失重状态B从时刻从时刻t3到到t4，物块处于失重状态，物块处于失重状态C电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层匀速向下，再减速

15、向下，最后停在低楼层【思路点拨】【思路点拨】解决此题需要把握以下三点：解决此题需要把握以下三点：(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不是运动方向是运动方向(2)处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动减速运动(3)处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动减速运动【精讲精析】【精讲精析】从从Ft图像可以看出，图像可以看出，0t1，Fmg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1t2，Fmg，电梯具有向上的加速度，物块

16、处，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2t3，Fmg，可能静止或匀速运动；，可能静止或匀速运动；t3t4，Fmg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下运动或减速向上运动综上分态，可能加速向下运动或减速向上运动综上分析可知，析可知，B、C正确正确【答案】【答案】BC变式训练变式训练1某电梯中用细绳静止悬挂一重物，某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现细绳断了，当电梯在竖直方向运动时，突然发现细绳断了，由此可判断电梯的运动情况是由此可判断

17、电梯的运动情况是()A电梯一定是加速上升电梯一定是加速上升B电梯可能是减速上升电梯可能是减速上升C电梯可能是匀速上升电梯可能是匀速上升D电梯的加速度方向一定向上电梯的加速度方向一定向上解析：解析：选选D.绳断的原因是绳的拉力突然变大了，绳断的原因是绳的拉力突然变大了，大于物体的重力，物体处于超重状态，因而电梯大于物体的重力，物体处于超重状态，因而电梯的加速度一定向上，可能加速上升，也可能减速的加速度一定向上，可能加速上升，也可能减速下降，故选项下降，故选项D正确正确. 超重、失重的有关计算超重、失重的有关计算【自主解答】【自主解答】人在不同环境中最大人在不同环境中最大“举力举力”是是恒定不变的

18、，设此人的最大恒定不变的，设此人的最大“举力举力”为为F.(1)以物体为研究对象，对物体进行受力分析及以物体为研究对象，对物体进行受力分析及运动分析，如图运动分析，如图365甲所示，由牛顿第二定甲所示，由牛顿第二定律得：律得：m1gFm1a，图图365故故Fm1(ga1)600 N.当他在地面上举物体时，设最多可举起质量为当他在地面上举物体时，设最多可举起质量为m0的物体，则有的物体，则有m0gF，故，故m060 kg.(2)此人在某一匀加速运动的升降机中最多能举此人在某一匀加速运动的升降机中最多能举起起m240 kg的物体，由于的物体，由于m060 kgm240 kg，此时物体一定处于超重状

19、态，对物体进行，此时物体一定处于超重状态，对物体进行受力分析和运动情况分析，如图乙所示受力分析和运动情况分析，如图乙所示由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：Fm2gm2a2，【答案】【答案】(1)60 kg(2)5 m/s2变式训练变式训练2一个质量为一个质量为70 kg的人乘电梯下楼电的人乘电梯下楼电梯开始以梯开始以3 m/s2的加速度匀加速向下运动时，求这的加速度匀加速向下运动时，求这时他对电梯地板的压力快到此人要去的楼层时，时他对电梯地板的压力快到此人要去的楼层时，电梯以电梯以3 m/s2的加速度向下匀减速下降，求这时他的加速度向下匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力又是多少？对电梯地板的压力又是多少？(g10 m/s2)解析：解析：当电梯匀加速向下加速运动时，加速度向下，当电梯匀加速向下加速运动时，加速度向下，可得可得mgFma，即，即F490 N当电梯向下做匀当电梯向下做匀减速运动时，加速度向上，可得减速运动时，加速度向上，可得Fmgma，即，即F910 N.答案：答案：490 N910 N