4.6 超重和失重 课件 (共29张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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4.6 超重和失重 课件 (共29张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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(共29张PPT)
视频《天宫课堂 质量测量仪》
视频中是利用什么原理测量质量的?
为什么在航天器中不能直接用体重秤测量质量呢?
视频《天宫课堂 质量测量仪原理》
【做一做】
将手电筒竖直向上放置,打开开关;
旋松电池仓后盖,使小灯泡恰能点亮;
手持手电筒保持它在竖直方向,突然
向上运动,看到____________。
将后盖再稍微旋松一点,使小灯泡刚刚熄灭,手持手电筒突然向下运动,看到_____________。这是为什么?
小灯泡熄灭
小灯泡点亮
交流讨论
用弹簧测力计可以测重力。把物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定总等于物体的重力吗?
只有物体处于平衡状态,才有 F拉 = G
交流讨论
演示实验:请一位学生站在体重计上,快速下蹲,蹲下静止后再快速站起,
其他同学观察体重计示数的变化。
下蹲过程体重计的示数______________;
站起过程体重计的示数______________;
当人静止时体重计的示数__________________。
先变小后变大
先变大后变小
保持某一数值不变
梳理深化
1.测量重力的常用方法
测质量,根据重力和质量、重力加速度的关系求重力:
G=mg。
根据力的平衡条件测重力:
物体处于平衡状态时,物体的重力等于它对支持物的压力或者悬挂物的拉力。
梳理深化
2.关于“视重”与“实重”:
实重 —— 物体实际受到的重力大小(即 mg );
视重 —— 测量出来的重力大小(对支持物的压力或者
对悬挂物的拉力);
当物体处于平衡状态时,视重=实重;
当物体沿竖直方向做加速或减速运动时,视重 ≠ 实重。
巩固提升
例1.网购已成为常见的购物方式,有一件货物从海南运往北京,以下关于这件货物重力的说法正确的是(  )
A.货物的质量恒定,所以重力不变
B.货物在海南时的重力比到北京时小,因为北京的重力加速度
  比海南的大
C.把货物放到台秤上称重,台秤的示数一定等于货物的重力
D.把货物放到台秤上称重,货物对台秤的压力就是货物的重力
B
练习1.物体的质量和重力联系密切,说法正确的是(  )
A.把一个物体从地球运往月球,质量不变
B.把一个物体从地球运往月球,重力不变
C.把一个物体放到电梯的地板上从一楼送往十楼,物体对
  地板的压力总等于物体的重力
D.把一个物体放到电梯的地板上从一楼送往十楼,物体对 
  地板的压力总不等于物体的重力
A
交流讨论
视频《电梯中的体重计》
体重计的示数和电梯的运动情况之间存在怎样的关系?
电梯运行阶段 示数 运动情况 加速度方向
刚开始上升
上升中间阶段
将停止上升
停止 等于 m
刚启动下降
下降中间阶段
将停止下降
加速向上运动
匀速向上运动
减速向上运动
静止
加速向下运动
匀速向下运动
减速向下运动
向上

向下

向下

向上
大于 m
等于 m
小于 m
小于 m
等于 m
大于 m
【实验观察】
站在力传感器上完成下蹲动作,观察计算机采集的图线;
接着完成站起动作,观察计算机采集的图线。
压力的大小变化说明什么?
能否运用学过的知识进行解释?
下蹲过程:
加速向下
减速向下
由牛顿第三定律,人受到的支持力等于对传感器的压力
F支-mg = ma<0
F支<mg
加速度方向向下
F支-mg = ma>0
F支>mg
加速度方向向上
以向上为正方向
站起过程:
加速向上
减速向上
以向上为正方向
由牛顿第三定律,人受到的支持力等于对传感器的压力
F支-mg = ma>0
F支>mg
加速度方向向上
F支-mg = ma<0
F支<mg
加速度方向向下
视频《开孔水杯自由下落现象》
交流讨论
自由下落时水还受
重力作用吗?
水为什么不流出?
视频《开孔水杯自由下落现象原理》
梳理深化
1.超重和失重现象
超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)
大于物体所受重力的现象(即视重>实重);
失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)
小于物体所受重力的现象(即视重<实重);
完全失重状态:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作
用力(即视重=0)。
梳理深化
3.超重与失重的条件
超重:物体有向上加速度 —— 向上加速或向下减速运动;
失重:物体有向下加速度 —— 向下加速或向上减速运动;
完全失重:物体有向下的加速度,且 a = g 。
2.超重与失重的实质
超重:重力不变而支持力(悬线的拉力)变大;
失重:重力不变而支持力(悬线的拉力)变小。
梳理深化
4.超重与失重现象产生的原因:
向上加速
向下减速
向下加速
向上减速
N-G = ma>0
N-G = ma<0
N>G,超重
N<G,失重
v
a
N
G
v
a
N
G
v
a
N
G
v
a
N
G
例2.质量60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列运动时,体重计的读数分别是多少牛?( g = 9.8 m/s2)
(1)升降机以0.25 m/s2的加速度加速上升;
(2)升降机以2.0 m/s2的加速度加速下降。
巩固提升
已知:m = 60 kg,g = 9.8 m/s2
(1)升降机以0.25 m/s2的加速度加速上升;
解:以竖直向上为正方向
由牛顿第二定律 FN1-mg = ma1
解得 FN1 = 60×0.25 N+60×9.8 N = 603 N
体重计的示数等于人对体重秤的压力,
由牛顿第三定律,体重秤的示数为 F压1 = FN1 = 603 N
已知:m = 60 kg,g = 9.8 m/s2
(2)升降机以2.0 m/s2的加速度加速下降。
解:以竖直向上为正方向
由牛顿第二定律 FN2-mg =-ma2
解得 FN2 = 60×9.8 N-60×2 N = 468 N
体重计的示数等于人对体重秤的压力,
由牛顿第三定律,体重秤的示数为 F压2 = FN2 = 468 N
练习2.若你乘坐跳楼机以7 m/s2加速度加速下落,
求你对座椅的压力为重力的多少倍(g=10 m/s2)。
解:以人为研究对象,受力分析如图,
以向上为正方向,
由牛顿第二定律 N-mg =-ma
解得 N = mg-ma = 0.3 mg
由牛顿第三定律 F压 = N = 0.3mg
N
G
若跳楼机加速下落的加速度大于重力加速度,
会发生什么现象?
人下落的加速度大于重力加速度,
由牛顿第二定律,人受到的合外力方向向下,且大于重力,
故人对座椅的压力变为零,且安全带会对人产生向下的压力。
  蹦极——跳跃者在约40米以上(相当于10层楼)高度,把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处然后跳下。
  绑在跳跃者踝部的橡皮条很长,足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。
  当人体落到离地面一定距离时,橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落;当到达最低点时橡皮再次弹起,人被拉起,随后,又落下,这样反复多次直到橡皮绳的弹性消失为止,这就是蹦极的全过程。
【交流讨论】
从开始下落到最低点的过程中,蹦极者经历了哪几种状态?
受力情况
动力学方程
运动情况
状态
mg 向下
mg = ma
自由落体运动
完全失重
mg 向下,kx 向上
mg-kx = ma
向下加速
(加速度减小)
失重
mg 向下,kx 向上
kx-mg = ma
向下减速
(加速度增大)
超重

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