新教材适用2023_2024学年高中物理第4章运动和力的关系6超重和失重课件新人教版必修第一册

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第四章　运动和力的关系6．超重和失重目标体系构建1．通过体验或实验，认识超重和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。2．能用牛顿定律解释有关超重和失重现象。课前预习反馈 1．方法一：先测量物体做自由落体运动的___________，再用天平测量物体的_______，利用牛顿第二定律可得：G＝_______。2．方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量，将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于___________。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小_______，测力计的示数反映了物体所受的重力_______。加速度g质量mg静止状态相等大小1．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_______物体所受重力的现象，叫作失重(weightlessness)现象。(2)产生条件：物体具有_______的加速度。2．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_______物体所受重力的现象，叫作超重(overweight)现象。(2)产生条件：物体具有_______的加速度。小于向下大于向上3．完全失重(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有_________，这种现象被叫作完全失重状态。(2)产生条件：加速度a＝_____，方向_______。作用力g向下『微训练』1．根据预习内容，判断下列说法正误：(1)物体向上运动时一定处于超重状态。( 　　)(2)物体减速向下运动时处于失重状态。( 　　)(3)物体处于失重状态时重力减小了。( 　　)(4)超重就是物体的重力变大的现象。( 　　)(5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力。( 　　)(6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。( 　　)××××√√2．采样完成后，“嫦五”上升器静止在月球表面时，月壤对样品仓的压力为F1；上升器从月球表面加速上升时，月壤对样品仓的压力为F2，则( 　　)A．F2＝0 B．F2＝F1C．F2＜F1 D．F2＞F1解析：上升器静止在月球表面时，月壤处于平衡状态，则F1与月壤重力相等；上升器从月球表面加速上升时，月壤具有向上的加速度，处于超重状态，所以F2＞F1。故选D。D课内互动探究探究对超重与失重现象的理解要点提炼1.实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力。(2)视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。2．超重与失重(1)超重：“视重”大于“实重”的现象(2)失重：“视重”小于“实重”的现象3．对超重和失重现象的理解(1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小。(2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。加速度向上则“超重”，加速度向下则“失重”。(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都完全消失，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。典例剖析 (2023·重庆沙坪坝高一期末)蹦床运动是集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动，如图所示为小南在竖直方向上练习蹦床运动的情景。若忽略空气阻力，下列说法正确的是( 　　)A．离开蹦床向上运动过程中，小南处于完全失重状态B．下落过程中，脚刚接触到蹦床时速度最大C．从接触蹦床到下降到最低点的过程中，小南先超重再失重D．从接触蹦床到下降到最低点的过程中，小南一直处于超重状态A解析：离开蹦床向上运动过程中，小南只受重力作用，处于完全失重状态，选项A正确；下落过程中，脚刚接触到蹦床时，重力大于弹力，加速度向下，此时速度不是最大；当向下运动，弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，选项B错误；从接触蹦床到下降到最低点的过程中，开始阶段弹力小于重力，加速度向下，小南处于失重状态；后来弹力大于重力，加速度向上，小南处于超重状态，即小南先失重再超重，选项C、D错误。 (2023·天津高一期末)近年来天津市试点为老旧小区加装垂直电梯，如图甲，取竖直向上方向为正方向，某人某次乘电梯时的速度和时间图像如图乙所示，以下说法正确的是( 　　)CA．4 s时电梯停止在某一层楼B．1～3 s，此人处于超重状态，重力变大C．5～7 s，此人处于失重状态，支持力小于重力D．电梯先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动解析：由图乙可知，4 s时电梯有速度，故A错误；1～3 s，人的速度竖直向上不断增加，故加速度向上，处于超重状态，但重力保持不变，故B错误；5～7 s，速度竖直向下不断减小，处于失重状态，支持力小于重力，故C正确；由图乙可知，在0～4 s电梯加速度先变大后变小，做变加速运动，在4～8 s时加速度先增大，后减小做变加速运动，故D错误。探究超重与失重现象的分析处理要点提炼1.产生超重、失重现象的原因(1)产生超重的原因当物体具有向上的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F。由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma所以F＝m(g＋a)>mg由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′>mg。(2)产生失重现象的原因当物体具有向下的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为F。由牛顿第二定律可知：mg－F＝ma所以F＝m(g－a)