《超重和失重》運動和力的關(guān)系PPT
第一部分內(nèi)容：課標要求
1.知道測量重力的兩種方法。
2.知道超重、失重和完全失重現(xiàn)象，會根據(jù)條件判斷超重、失重現(xiàn)象。
3.掌握處理滑塊與滑板模型問題。
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超重和失重PPT，第二部分內(nèi)容：自學新教材
一、重力的測量
1．填一填
(1)方法一：先測量物體做自由落體運動的____，再用天平測量物體的____，利用____可得G＝mg。
(2)方法二：將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于____狀態(tài)，根據(jù)力的____可得重力等于測力計的示數(shù)，即G＝F。
2．判一判
(1)物體的重力大小G＝mg是根據(jù)牛頓第二定律確定的。( )
(2)彈簧測力計測量重力時其示數(shù)一定等于物體的重力大小。( )
(3)人站在體重計上靜止不動時視重等于重力。 ( )
二、超重和失重
1．填一填
超重
定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____物體所受重力的現(xiàn)象
產(chǎn)生條件：物體具有____的加速度
失重
定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____物體所受重力的現(xiàn)象
產(chǎn)生條件：物體具有____的加速度
完全失重
定義：物體對支持物(或懸掛物)完全沒有作用力
產(chǎn)生條件：物體的加速度a＝g
2．判一判
(1)物體處于超重狀態(tài)時重力增大了。 ( )
(2)物體處于失重狀態(tài)時重力減小了。 ( )
(3)物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力沒有變化。 ( )
(4)做自由落體運動的物體處于完全失重狀態(tài)。 ( )
3．想一想
在乘豎直升降電梯上下樓時，你是否有這樣的感覺：在電梯里上樓時，開始時覺得自己有“向下墜”的感覺，好像自己變重了，快到樓頂時又覺得自己有“向上飄”的感覺，好像自己變輕了。下樓時，在電梯里，開始覺得有種“向上飄”的感覺，背的書包也感覺變“輕”了，快到樓底時，覺得自己有種“向下墜”的感覺，背的書包也似乎變“重”了。
(1)電梯向上啟動瞬間加速度方向如何？人處于超重還是失重狀態(tài)？
(2)電梯向上將要到達目的地減速運動時加速度方向如何？人處于超重還是失重狀態(tài)？
(3)若電梯下降啟動的瞬間或到達樓底前減速運動時，人處于超重還是失重狀態(tài)？
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超重和失重PPT，第三部分內(nèi)容：提升新知能
突破點一 對超重和失重的理解
1．重力與視重的區(qū)別
(1)重力：物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變化。
(2)視重：當物體豎直懸掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。
2．平衡、超重、失重、完全失重狀態(tài)的比較
[特別提醒]
在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會消失。例如：單擺停止擺動、液體對器壁沒有壓強、浸在液體中的物體不受浮力等；工作原理與重力有關(guān)的儀器也不能再使用，如天平、液體氣壓計等，注意彈簧測力計不能測量重力，但可以測量拉力等�！ �
[典例1] 一人站在體重計上。當他靜止時臺秤指針指在45 kg刻度處。則在他快速蹲下不動的整個過程中，臺秤指針( )
A．一直指在大于45 kg刻度處
B．一直指在小于45 kg刻度處
C．先指在大于45 kg刻度處，后指在小于45 kg刻度處，最后指在等于45 kg刻度處
D．先指在小于45 kg刻度處，后指在大于45 kg刻度處，最后指在等于45 kg刻度處
[規(guī)律方法]
判斷超重、失重狀態(tài)的方法
(1)從受力的角度判斷：當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。
(2)從加速度的角度判斷：當物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)。
(3)注意：超重、失重與物體的運動方向即速度方向無關(guān)。
[對點練清]
1．如圖，跳高運動員起跳后向上運動，越過橫桿后開始向下運動，則運動員越過橫桿前、后在空中所處的狀態(tài)分別為( )
A．失重、失重B．超重、超重
C．失重、超重D．超重、失重
2．[多選]有一種大型娛樂器械可以讓人體驗超重和失重，其環(huán)形座艙套在豎直柱子上(如圖所示)，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，座艙做減速運動，到地面時剛好停下。下列說法正確的是 ( )
A．座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)
B．座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)
C．座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)
D．座艙下落的整個過程中人處于失重狀態(tài)
3.如圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔，靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水。假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則下列說法正確的是 ( )
A．容器自由下落時，小孔向下漏水
B．將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不向下漏水
C．將容器水平拋出，容器在運動中小孔向下漏水
D．將容器斜向上拋出，容器在運動中小孔不向下漏水
突破點二 超重和失重現(xiàn)象的應用
超重和失重現(xiàn)象的應用，實質(zhì)上就是牛頓第二定律的應用，解題的一般思路：
(1)分析物體運動的加速度方向；
(2)判斷物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)；
(3)對物體進行受力分析；
(4)利用牛頓第二定律分析和求解。
[典例2] 質(zhì)量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，如圖所示。重力加速度g取10 m/s2，當升降機做下列各種運動時，求體重計的示數(shù)。
(1)勻速上升；
(2)以4 m/s2的加速度加速上升；
(3)以5 m/s2的加速度加速下降。
[對點練清]
4.[多選]如圖所示，電梯的頂部掛一個彈簧秤，秤下端掛了一個質(zhì)量為1 kg的重物，電梯勻速直線運動時，彈簧秤的示數(shù)為10 N。在某時刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?2 N。關(guān)于電梯的運動，以下說法正確的是(g取10 m/s2) 了 ( )
A．電梯可能向上加速運動，加速度大小為2 m/s2
B．電梯可能向下加速運動，加速度大小為4 m/s2
C．電梯可能向上減速運動，加速度大小為4 m/s2
D．電梯可能向下減速運動，加速度大小為2 m/s2
5．[多選]如圖所示，是某同學站在壓力傳感器上，做下蹲—起立的動作時記錄的壓力隨時間變化的圖線。由圖線可知( )
A．該同學體重約為650 N
B．該同學做了兩次下蹲—起立的動作
C．該同學做了一次下蹲—起立的動作，且下蹲后約2 s起立
D．下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)
突破點三 滑塊與滑板模型
[學透用活]
1．模型概述：一個物體在另一個物體表面上發(fā)生相對滑動，兩者之間有相對運動，可能發(fā)生同向相對滑動或反向相對滑動。問題涉及兩物體的運動時間、速度、加速度、位移等各量的關(guān)系。
2．滑塊——滑板模型的三個基本關(guān)系
加速度關(guān)系
滑塊與滑板保持相對靜止，可以用“整體法”求出它們一起運動的加速度
如果滑塊與滑板之間發(fā)生相對運動，應采用“隔離法”分別求出滑塊與滑板運動的加速度。應注意發(fā)掘滑塊與滑板是否發(fā)生相對運動等隱含條件
速度關(guān)系
滑塊與滑板保持相對靜止時，二者速度相同，分析清楚此時的摩擦力作用情況
滑塊與滑板之間發(fā)生相對運動時，二者速度不相同，明確滑塊與滑板的速度關(guān)系，從而確定滑塊與滑板受到的摩擦力情況。應注意摩擦力發(fā)生突變的情況
位移關(guān)系
滑塊和滑板向同一方向運動時，它們的相對滑行距離等于它們的位移之差
滑塊和滑板向相反方向運動時，它們的相對滑行距離等于它們的位移之和
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超重和失重PPT，第四部分內(nèi)容：訓練新素養(yǎng)
一、通過彈簧測力計觀察超重現(xiàn)象(核心素養(yǎng)之科學探究)
[選自魯科版教材P129“迷你實驗室”]
在彈簧測力計上掛一個重物，觀察并記下靜止時測力計的示數(shù)。
讓掛著重物的測力計緩緩地向上或向下做勻速運動，觀察測力計的示數(shù)有無變化。
使掛著重物的測力計突然豎直向上做加速運動(如圖)，仔細觀察在加速的瞬間測力計示數(shù)有無變化。如有變化，是變大還是變��？
[提示] 當彈簧測力計緩緩地向下或向上做勻速運動時，彈簧測力計示數(shù)與靜止時相同，沒有發(fā)生變化。原因是重物隨彈簧測力計勻速運動時，處于平衡狀態(tài)，彈簧測力計的示數(shù)等于重物的重力。
當彈簧測力計突然豎直向上加速運動時，測力計示數(shù)增大了。由牛頓第二定律可知，T－mg＝ma，此時測力計的示數(shù)T＝mg＋ma>mg，故示數(shù)增大了,這就是所謂的超重現(xiàn)象。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當十
[選自魯科版教材P131例題]
一個質(zhì)量為70 kg的人乘電梯下樓。若電梯以3 m/s2的加速度勻減速下降[圖(a)]。求這時他對電梯地板的壓力。(取重力加速度g＝10 m/s2)
[分析]人向下做勻減速直線運動，說明加速度方向與速度方向相反，即加速度方向向上。可根據(jù)牛頓第二定律求出支持力，然后由牛頓第三定律求得人對地板的壓力。
[討論]人對電梯地板的壓力大于自身重力，出現(xiàn)超重現(xiàn)象。無論物體是向上運動還是向下運動，只要加速度方向向上，就必然產(chǎn)生超重現(xiàn)象。該情境中若加速度較大，人會有怎樣的感受？
[策略提煉]
解決超重與失重的問題，其實是牛頓運動定律的運用。在解決此類問題時，要注意分析運動情況及受力情況，尤其要注意加速度的方向。
如果物體的加速度方向向上，則該物體處于超重狀態(tài)；若加速度方向向下，則該物體處于失重狀態(tài)。
[遷移]若加速度方向向下，情況會怎么樣呢？
在例題中，若電梯離開某樓層勻加速下降，其他條件不變，則人對電梯地板的壓力又為多大？請計算得出結(jié)果。
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