高一物理課件 第1部分 第6章 第4節(jié)《超重與失重》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第6章 第4節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 第1部分 1 超重和失重時(shí)物體的重力都沒(méi)有改變 只是對(duì)水平面的壓力或?qū)ωQ直懸線的拉力 視重 大于 超重 或小于 失重 物體所受的重力 2 超重的動(dòng)力學(xué)特征是有向上的加速度 從物體的運(yùn)動(dòng)形式上看表現(xiàn)為向上的加速運(yùn)動(dòng)和向下的減速運(yùn)動(dòng) 3 失重的動(dòng)力學(xué)特征是有向下的加速度 從物體的運(yùn)動(dòng)形式上看表現(xiàn)為向下的加速運(yùn)動(dòng)和向上的減速運(yùn)動(dòng) 若向下的加速度為g時(shí)是完全失重狀態(tài) 自學(xué)教材 1 超重現(xiàn)象物體對(duì)懸掛物的拉力 或?qū)χС治锏膲毫?物體所受重力的現(xiàn)象 2 超重現(xiàn)象的產(chǎn)生條件物體具有的加速度 與物體的速度的大小和方向 大于 豎直向上 無(wú)關(guān) 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)超重的理解 物體處于超重時(shí)地球?qū)ξ矬w的引力并沒(méi)有變化 即重力并沒(méi)有發(fā)生變化 變化的只是物體受到的支持力或拉力 也就是我們所說(shuō)的視重比原來(lái)大了 物體超重與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 2 超重現(xiàn)象的說(shuō)明 當(dāng)物體加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 設(shè)物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?為F 即視重 豎直方向上由牛頓第二定律得F mg ma 所以F mg ma 物體不在豎直方向上運(yùn)動(dòng) 只要其加速度在豎直方向上有分量 即ay 0時(shí) 則當(dāng)ay方向豎直向上時(shí) 物體處于超重狀態(tài) 1 下列說(shuō)法中正確的是 A 只有正在向上運(yùn)動(dòng)的物體 才有可能處于超重狀態(tài)B 超重就是物體所受的重力增加C 物體處于超重狀態(tài)時(shí) 地球?qū)λ囊ψ兇驞 超重時(shí)物體所受的重力不變 解析 只要物體加速度方向向上 物體就處于超重狀態(tài) 物體也可能向下做減速運(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò)誤 超重時(shí)物體的重力不變 地球?qū)ξ矬w的吸引力也不變 故B C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 自學(xué)教材 1 定義物體對(duì)懸掛物的拉力 或?qū)χС治锏膲毫?物體所受重力的現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件物體具有的加速度 小于 豎直向下 3 完全失重 1 定義 如果物體豎直向下勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度重力加速度 此時(shí)物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?這種現(xiàn)象叫完全失重 2 產(chǎn)生條件 a g 方向 等于 豎直向下 等于零 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)失重與完全失重的理解 物體處于失重和完全失重狀態(tài)時(shí) 物體的重力并沒(méi)有改變 改變的只是物體對(duì)水平支持面的壓力或者對(duì)豎直懸繩的拉力 完全失重狀態(tài)不限于自由落體運(yùn)動(dòng) 物體只要具有豎直向下的大小等于重力加速度g的加速度 就處于完全失重狀態(tài) 在完全失重狀態(tài)下 由重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在了 如物體對(duì)水平支持面沒(méi)有壓力 對(duì)豎直懸繩沒(méi)有拉力 不能用天平測(cè)物體的質(zhì)量 液柱不產(chǎn)生壓強(qiáng) 浸沒(méi)在液體中的物體不受浮力等 物體失重與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 2 失重分析當(dāng)物體有向下的加速度時(shí) 由牛頓第二定律得 mg F ma 所以F mg ma可見 視重F比mg少ma 失去的部分可理解為使物體產(chǎn)生了向下的加速度 同時(shí)可看出 物體所受的重力也沒(méi)變 2 如圖6 4 1所示 一個(gè)盛水的容器底部有一小孔 靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水 假設(shè)容器在下述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng) 且忽略空氣阻力 則 A 容器自由下落時(shí) 小孔向下漏水B 將容器豎直向上拋出 容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 小孔向下漏水 容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 小孔不向下漏水 圖6 4 1 解析 容器與其中的水自由下落 均處于完全失重狀態(tài) 所以小孔中不會(huì)有水漏出 故A錯(cuò)誤 將容器豎直向上拋出后 在上升 下降過(guò)程 水平拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 以及斜向上拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 不考慮空氣阻力 容器與其中的水有豎直向下的重力加速度 所以均處于完全失重狀態(tài) 因此不會(huì)有水從小孔漏出 故B C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 例1 某實(shí)驗(yàn)小組 利用DISC系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象 他們?cè)趯W(xué)校電梯房?jī)?nèi)做實(shí)驗(yàn) 在電梯天花板上固定一個(gè)力傳感器 測(cè)量掛鉤向下 并在掛鉤上懸掛一個(gè)重為10N的鉤碼 在電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示出如圖6 4 2所示圖像 以下根據(jù)圖像分析所得結(jié)論錯(cuò)誤的是 圖6 4 2 A 該圖像顯示出了力傳感器對(duì)鉤碼的拉力大小隨時(shí)間的變化情況B 從時(shí)刻t1到t2 鉤碼處于失重狀態(tài) 從時(shí)刻t3到t4 鉤碼處于超重狀態(tài)C 電梯可能開始在15樓 先加速向下 接著勻速向下 再減速向下 最后停在1樓D 電梯可能開始在1樓 先加速向上 接著勻速向上 再減速向上 最后停在15樓 思路點(diǎn)撥 將物體所受重力和F t圖像中不同時(shí)間段的力比較 判斷超重 失重 進(jìn)而分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 解析 題中圖像顯示了力傳感器對(duì)鉤碼的拉力大小隨時(shí)間的變化情況 0 t1 鉤碼受力平衡 t1 t2 拉力小于10N 鉤碼處于失重狀態(tài) t2 t3 鉤碼受力平衡 t3 t4 拉力大于10N 鉤碼處于超重狀態(tài) 經(jīng)以上分析可知 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 D 借題發(fā)揮 超重 失重現(xiàn)象的兩種方法 1 直觀比較重力和物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫?2 分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷加速度方向 加速度方向向上 超重狀態(tài) 加速度方向向下 失重狀態(tài) 1 某人在地面上用彈簧測(cè)力計(jì)稱得其體重為490N 他將彈簧測(cè)力計(jì)移至電梯內(nèi)稱其體重 t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖6 4 3所示 電梯運(yùn)行的v t圖 如圖6 4 4所示 可能是 取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?圖6 4 3 圖6 4 4 A B C D 答案 AD 例2 如圖6 4 5所示 在臺(tái)秤的托盤上放一底面粗糙 傾角為 質(zhì)量為M的斜面體 斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的物體 如果斜面光滑 求物體從斜面上滑下過(guò)程中臺(tái)秤的讀數(shù) 圖6 4 5 思路點(diǎn)撥 解答本題可按以下流程 解析 物體沿光滑斜面下滑 其加速度為a gsin 將a分解成水平方向和豎直方向兩個(gè)加速度ax ay 則ay asin gsin2 物體處于失重狀態(tài) 該斜面給物體的作用力在豎直方向上的分力為F物體在豎直方向mg F may斜面在豎直方向N Mg F所以示數(shù)為N Mg mg mgsin2 Mg mgcos2 答案 Mg mgcos2 借題發(fā)揮 對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的加速度不在豎直方向上的情況 要快速準(zhǔn)確地判斷物體的超重或失重現(xiàn)象 關(guān)鍵是看物體在豎直方向上有哪個(gè)方向的加速度分量 有豎直向上的加速度分量是超重 有豎直向下的加速度分量是失重 2 如圖6 4 6所示 載人車廂沿傾角 37 的鋼索加速向上運(yùn)動(dòng) 車廂中的人對(duì)廂底的壓力為人的重力的1 25倍 已知sin37 0 6 g取10m s2 那么車廂對(duì)人的摩擦力約為人的重力的 A 0 25倍B 0 33倍C 1 25倍D 1 33倍 圖6 4 6 答案 B 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全