4.6 超重和失重 课件 (共35张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

资源下载
  1. 二一教育资源

4.6 超重和失重 课件 (共35张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

资源简介

(共35张PPT)
演示实验1——下落的水瓶
一个底部有孔的空饮料瓶,先用手按住小孔,往瓶里注水然后放开手指,水从孔中喷出。
让瓶子竖直上抛,观察到什么现象?
瓶子静止时,水为什么会喷出?
瓶子下落过程中水不喷出的原因是什么?
现象:
思考:
在上抛及下落过程中,水不再从孔中喷出。
演示实验2——断掉的纸带
用一纸带提起重物(纸带完好),
你能只用一只手就将纸带拉断吗?
既然纸带能够承受重物的重力,为什么
快速向上提会被拉断呢?
方法:
思考:
快速向上一提,纸带就会断掉。
分组实验——测体重
站在体重计上,向下蹲的过程中,
观察体重计的示数如何变化。
为什么出现这种现象呢?
现象:
思考:
下蹲过程中,________________________________;
当人静止后,_______________________。
体重计示数先变小,后变大,再变小
保持某一数值不变
分组实验:用弹簧测力计测钩码的重力
思考:
弹簧测力计的示数就是钩码的重力吗?
弹簧测力计的拉力一定等于物体的重力吗?
测力计对钩码的拉力与钩码的重力二力平衡,等大反向。
只有处于平衡状态时才相等。
交流讨论
梳理深化
视重:弹簧测力计或体重计的示数等于物体对竖直悬挂物
(弹簧测力计)的拉力或对水平支持物(体重计)的压力,
可视为物体的重力而又不一定等于物重,叫“视重”。
实重:物体的实际所受到的重力叫“实重”。
物体处于平衡状态时,弹簧测力计的拉力才等于物体的重
力,即“视重”等于“实重”。
巩固提升
例1.两个完全相同的测力计如图所示放置使用,
已知每个测力计自重2 N,物重G=10 N,则A、B
两测力计的示数分别是(  )
A.12 N、10 N     B.10 N、10 N
C.14 N、10 N     D.2 N、10 N
A
练习1.一个物体被竖直向上抛出去,则(  )
A.物体上升过程中,速度越来越小,重力也越来越小
B.物体下落过程中,速度越来越小,重力却越来越大
C.物体上升和下落过程中,重力不变
D.物体上升到最高点时重力为零
C
交流讨论
视频《电梯中的秤》
问题1:在电梯运行的过程中,
物体的重力发生变化了吗?
台秤的示数体现了哪个力的
大小?
m、g 不变 → G 不变
台秤示数反映视重(压力大小)
(一)现象
交流讨论
视频《电梯中的秤》
问题2:视频中,电梯由 1 楼上升至 6 楼的过程中,台秤示数是怎样变化的?视重与实重有怎样的关系?
(一)现象
视重___物重
视重___物重
视重___物重
视重___物重
视重___物重
静止
开始上升
即将停止
停止
匀速上升





超重现象
失重现象
(一)现象
视重___物重
视重___物重
视重___物重
视重___物重
视重___物重
静止
开始上升
即将停止
停止
匀速上升





问题3:超重是物体的重力变大了,失重是物体的重力变小了。
这种说法是否正确?
重力不变,变化的是视重(压力)
(一)现象
运动 情况 静止 1 楼 加速 上升 匀速 上升 减速 上升 静止 6 楼 加速 下降 匀速 下降 减速 下降 静止
1 楼
v 方向
a 方向
N 与 G 关系
超重 or 失重
再次观看视频《电梯中的秤》,
完成表格。
(二)条件
运动 情况 静止 1 楼 加速 上升 匀速 上升 减速 上升 静止 6 楼 加速 下降 匀速 下降 减速 下降 静止
1 楼
v 方向
a 方向
N 与 G 关系
超重 or 失重
(二)条件


N = G

向上
向上
N>G
超重
向上

N = G

向上
向下
N<G
失重


N = G

向下
向下
N<G
失重
向下

N = G

向下
向上
N>G
超重


N = G

运动 情况 静止 1 楼 加速 上升 匀速 上升 减速 上升 静止 6 楼 加速 下降 匀速 下降 减速 下降 静止
1 楼
v 方向
a 方向
N 与 G 关系
超重 or 失重
(二)条件


N = G

向上
向上
N>G
超重
向上

N = G

向上
向下
N<G
失重


N = G

向下
向下
N<G
失重
向下

N = G

向下
向上
N>G
超重


N = G

决定超重还是失重的条件是速度方向还是加速度方向?
运动 情况 静止 1 楼 加速 上升 匀速 上升 减速 上升 静止 6 楼 加速 下降 匀速 下降 减速 下降 静止
1 楼
v 方向
a 方向
N 与 G 关系
超重 or 失重
(二)条件


N = G

向上
向上
N>G
超重
向上

N = G

向上
向下
N<G
失重


N = G

向下
向下
N<G
失重
向下

N = G

向下
向上
N>G
超重


N = G

(二)条件
在具体问题中如何判断是超重还是失重?
加速度方向向上 —— 超重;
加速度方向向下 —— 失重。
(三)动力学原因
交流讨论
情景1.升降机以0.5 m/s2的加速度匀加速上升,站在升降机里的某位同学质量为 50 kg,此过程中人处于超重还是失重状态?升降机地板对他的支持力多大?(g=10 m/s2)
G
N
以竖直向上为正方向,由牛顿第二定律 N-G = ma
N = 50×0.5 N+50×10 N = 525 N,超重状态
由牛顿第二定律 F支 = N = 525 N
(三)动力学原因
交流讨论
情景2.一个质量70 kg的人乘电梯上楼。快到
要去的楼层时,电梯以 3 m/s2的加速度匀减速
上升,此过程中人处于超重还是失重状态?这
时他对电梯地板的压力为多大?(g=10 m/s2)
G
N
由牛顿第二定律 F压 = N = 490 N
以竖直向上为正方向,由牛顿第二定律 N-G =-ma
N =-70×3 N+70×10 N = 490 N,失重状态
(四)完全失重现象
让测力计与钩码一起自由落体,观察此时测力计的示数为_____。
从动力学角度分析,当物体做自由落体运动时处于
___重状态,物体的加速度为____,方向________,
此时物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等
于______。
【动手做】
【思考】
0

g
竖直向下
0
—— 完全失重现象
梳理深化
超重与失重现象
超重现象:物体对支持物的压力(对悬挂物的拉力)大于
物体所受重力的现象(视重>实重);
失重现象:物体对支持物的压力(对悬挂物的拉力)小于
物体所受重力的现象(视重<实重)。
注意:无论超重、失重,变化的是视重,物体的重力不变。
超重与失重的动力学原因(以加速度方向为正方向)
超重状态,N-mg = ma N = mg+ma N>mg
失重状态,mg-N = ma N = mg-ma N<mg
梳理深化
超重与失重的条件
超重的条件:物体有向上加速度(向上加速或向下减速)
失重的条件:物体有向下加速度(向下加速或向上减速)
梳理深化
完全失重状态
定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力,这种
现象被叫作完全失重状态。
条件:物体向下的加速度 a=g。
注意:完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用!
例2.(多选)将台秤放在箱式电梯里,在
秤盘上放一物体。如图所示,乙图为电梯匀
速运动的照片。在电梯运动过程中,某人在
不同时刻还拍了甲和丙两张照片,从这三张
照片可判定(   )
A.拍摄甲照片时,台秤秤盘上的物体重力增加
B.拍摄丙照片时,电梯可能处于减速上升状态
C.拍摄丙照片时,电梯一定处于加速下降状态
D.拍摄甲照片时,电梯可能处于减速下降状态
BD
练习2.(多选)升降机地板上放一个弹簧测力计,盘中放一质量为 m 的物体,当秤的读数为0.8mg时,升降机的运动可能是(   )
A.加速上升       B.加速下降
C.减速上升       D.减速下降
BC
练习3.若长征—2F运载火箭和飞船总质量为1.0×105 kg ,
火箭起飞时推力为3.0×106 N( g=10 m/s2 ),求:
(1)运载火箭起飞时加速度为多大?
G
F
a
解:以向上为正方向,由牛顿第二定律
  F-mg = ma
  解得 a = 20 m/s2
练习3.若长征—2F运载火箭和飞船总质量为1.0×105 kg ,
火箭起飞时推力为3.0×106 N( g=10 m/s2 ),求:
(1)运载火箭起飞时加速度为多大?
(2)飞船中质量为65 kg的宇航员对座椅的压力为多大?
m人g
N
a
解:人和飞船运动状态相同,加速度相同,
  由牛顿第二定律 N-m人g = m人a = 1 950 N
  由牛顿第三定律 F压 = N = 1 950 N
a = 20 m/s2
练习4.下列实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是哪些?为什么?
用天平测量物体的质量
用弹簧测力计测物体的重力
用酒精温度计测舱内的温度
用水银气压计测舱内气体的压强
利用热胀冷缩,正常工作
气体压强 —— 气体受重力作用产生 —— 不能工作
利用重力,不能工作
完全失重状态
F = 0
超重
失重
完全失重
定义
F < mg
F > mg
条件
a 向上
a 向下
原因
F-mg = ma
mg-F = ma
a = g
蹦极时人在下落过程中
的运动分几个阶段?
各阶段分别是什么运动?
是超重还是失重?
视频《蹦极》




a = g
mg
完全失重


加速下降
减速下降


mg
a
F > mg
mg
a
F < mg
B
C
D
A
视频《宇航员的超重训练》
视频《天宫授课——完全失重状态》
  从人造卫星和宇宙飞船发射成功以来,人们经常谈到超重和失重现象。当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段,其中的人和物体处于超重状态,他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍;而当航天器进入轨道后,其中的人和物体又处于完全失重状态,此时他们对其下方物将没有一点压力。物体在宇宙飞船中完全可以处于漂浮状态,而这在地球上是很难想象的事情!

展开更多......

收起↑

资源预览