5.5 超重与失重 课件 高一上学期物理鲁科版(2019)必修第一册(共21张PPT)

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5.5 超重与失重 课件 高一上学期物理鲁科版(2019)必修第一册(共21张PPT)

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(共21张PPT)
北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。
北京时间2022年11月30日7时33分,翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”,热情欢迎远道而来的亲人入驻“天宫”。6名航天员首次实现“太空会师”!
为什么?
5.5超重与失重
知道什么是超重和失重。
2
知道产生超重和失重的条件。(重点)
1
会分析、解决超重和失重问题.(重点、难点)
2
3
学习目标:
要知道一个物体所受的重力有多大,直接的办法是利用测力计对它进行测量。那么,是否无论物体处于什么样运动状态,用这种办法都能准确测出物体所受重力呢?
为什么呢?
1、当电梯静止时,物体对电梯的压力为多少?
2、当电梯加速上升时,压力会发生什么变化?
压力为mg。
压力变大。
探究:在电梯的地板上放置一个质量为m的物体。
3、当电梯减速下降时,压力会发生什么变化?
压力变大。
a
F
mg
F‘
F-mg=ma
F=m(g+a)>mg
F′>mg(由牛顿第三定律知)
1、超重现象
(1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬绳的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
(2)实质:压力(或拉力)大于重力且 N’=N=m(g+a)
(4)运动类型:超重物体做向上加速运动或向下减速运动。
(3)条件:物体有向上的加速度
注:实重与视重(1)实重:物体实际所受重力。物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化。(2)视重:用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时,弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重。当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时,视重等于实重;当存在竖直方向的加速度时,视重不再等于实重。
1.下列说法中正确的是(  )A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态B.超重就是物体所受的重力增大C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大D.超重时物体所受的重力不变
只要物体加速度方向向上,物体就处于超重状态,物体也可能向下做减速运动,故A错误;超重时物体的重力不变,地球对物体的吸引力也不变,故B、C错误,D正确。
D
练一练:
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铁球,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大,这一现象表明(  )A.电梯一定是在上升B.电梯一定是在下降C.电梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定处在超重状态
电梯静止时,弹簧的拉力和小铁球的重力相等。现在,弹簧的伸长量变大,则弹簧的拉力增大,小铁球受到的合力方向向上,加速度方向向上,小铁球处于超重状态。但是电梯的运动方向可能向上也可能向下,故选D。
D
3.质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上,如图所示,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取10 m/s2) 匀速上升?匀加速上升?
以人为研究对象受力分析如图所示:(1)匀速上升时a=0,所以N-mg=0N=mg=600 N据牛顿第三定律知N′=N=600 N
(2)匀加速上升时,a向上,取向上为正方向,则 N-mg=ma N=m(g+a)=60×(10+4) N=840 N
据牛顿第三定律知: N′=N=840 N
2、失重现象
(1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬绳的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。
(2)产生条件:物体有向下的加速度。
(3)运动状态:失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况。
(4)完全失重:
a.定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态。
b.产生完全失重现象的条件:当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象。
思考:在完全失重的情况下,一切由重力产生的现象会消失,那么天平还能测出物体的质量吗?浸在水中的物体还受浮力吗?
天平不能测质量,浸在水中的物体也不会受到浮力。
注:物体处于完全失重状态(a=g)时,重力全部产生加速度,不再产生压力(如图6 4 6),平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
图6 4 6
1.在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像,则下列图像中可能正确的是(  )
解析:选D 对人的运动过程分析可知,人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力, D正确。
练一练:
D
2.(多选)在升降机内,一人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10 m/s2) (  )
【解析】人发现体重减轻,说明人处于失重状态,加速度向下,由mg-N=ma,N=80%mg,故a=0.2 g=2 m/s2,方向向下。升降机可能加速下降,也可能减速上升,故B、C正确。
A.升降机以8 m/s2的加速度加速上升 B.升降机以2 m/s2的加速度加速下降 C.升降机以2 m/s2的加速度减速上升 D.升降机以8 m/s2的加速度减速下降
BC
3.一个质量50 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量mA=5 kg的物体A,当升降机向上运动时,人看到弹簧测力计的示数为40 N,如图所示,g取10 m/s2,求此时人对地板的压力。
依题意可知,弹簧测力计读数为40 N,而物体A的重力G=mAg=50 N,显然弹簧测力计的读数小于物体的重力,即视重小于实重,物体A处于失重状态。由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度,因此人也处于失重状态。以A为研究对象,受力分析如图甲所示。由牛顿第二定律得mAg-T=mAa
所以a=mA(mAg-T)=5(5×10-40) m/s2=2 m/s2,方向向下,人的受力如图乙所示.由牛顿第二定律得Mg-N=Ma,所以N=Mg-Ma=400 N由牛顿第三定律可得,人对地板的压力为400 N,方向向下。
课堂小结:
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