鲁科版高中物理必修第一册精品课件 第5章 第5节 超重与失重.ppt

问题一对超重和失重现象的理解情境探究用手提住弹簧测力计,做如下动作:(1)用弹簧测力计测物体重力时,突然向上加速,观察弹簧测力计的示数如何变化?(2)用弹簧测力计测物体重力时,突然向下加速,观察弹簧测力计的示数如何变化?(3)若将弹簧测力计和物体一起释放,观察弹簧测力计的示数如何变化?要点提示(1)弹簧测力计示数变大了。(2)弹簧测力计示数变小了。(3)弹簧测力计示数变为零。知识点拨1.视重当将物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,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、失重的分析状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a=0F=mg静止或匀速直线运动超重向上F=m(g+a)mg向上加速或向下减速状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图失重向下F=m(g-a)mg向下加速或向上减速完全失重向下a=gF=0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动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。(3)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,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。实例引导例1质量为60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计(示数为力的大小)的示数是多少?处于什么状态?(g取10m/s2)(1)升降机匀速上升。(2)升降机以3m/s2的加速度加速上升。(3)升降机以4m/s2的加速度加速下降。点拨解析人站在升降机中的体重计上,受力情况如图所示。(1)当升降机匀速上升时,由牛顿第二定律得F合=N-G=0,所以人受到的支持力N=G=mg=600N。根据牛顿第三定律得人对体重计的压力就等于体重计的示数,即600N,处于平衡状态。(2)当升降机以3m/s2的加速度加速上升时,由牛顿第二定律得N-G=ma,N=ma+G=m(g+a)=780N。由牛顿第三定律得,此时体重计的示数为780N,大于人的重力,人处于超重状态。(3)当升降机以4m/s2的加速度加速下降时,由牛顿第二定律得G-N=ma,N=G-ma=m(g-a)=360N,由牛顿第三定律得此时体重计的示数为360N,小于人的重力600N,人处于失重状态。答案(1)600N平衡状态(2)780N超重状态(3)360N失重状态规律方法判断超重、失重状态的方法物体究竟处于超重状态还是失重状态,可用三个方法判断:(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态;具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态。(3)从运动的角度判断,当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态;当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态。变式训练关于超重与失重,下列说法正确的是()A.物体随电梯上升时,物体总是处于超重状态B.物体随电梯下降时,物体可能处于超重状态C.在超重现象中,物体的重力增大D.在完全失重时,物体的重力减小为零解析物体随电梯加速上升时,加速度方向向上,物体超重;物体随电梯减速上升时,加速度方向向下,物体失重,故A错误。物体随电梯加速下降时,加速度方向向下,物体失重;物体随电梯减速下降时,加速度方向向上,物体超重,故B正确。超重、失重状态时物体所受重力都不变,故C、D错误。答案B问题二超重、失重与图像的综合问题情境探究情境质量为m=40kg的小明同学站在电梯内的体重计上,电梯从t=0时刻由静止开始上升,他记录了0到6s内体重计示数F的变化情况如图所示。探究根据记录,你能分析出电梯的运动情况吗?要点提示0~2s内,体重计示数FG,人所受合力方向向上,根据牛顿第二定律可知,电梯的加速度方向向上,电梯向上做加速运动;2~5s内,体重计示数F=G,人所受合力为0,电梯向上做匀速运动;5~6s内,体重计示数FG,人所受合力方向向下,根据牛顿第二定律可知,电梯的加速度方向向下,电梯向上做减速运动。实例引导例2(多选)某人在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内