人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重优秀备课教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重优秀备课教学ppt课件，共43页。PPT课件主要包含了课堂引入，重力的测量，PART01，Gmg，超重和失重，PART02，思考与讨论，PART03，完全失重，PART04等内容，欢迎下载使用。

站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，数值不变。是人的质量发生了变化，还是重力变了呢？
那么，该如何测重力呢？你可以设计出哪些测量方案？
1.先测物体的重力加速度g2.用天平测物体的质量3.由牛顿第二定律求重力
将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。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相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
这是测量重力最常用的方法。
人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？
视重:测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。依据：牛顿第三定律
实重:物体实际的重力大小。
结论:静止或匀速状态下，视重=实重。
什么情况下视重与视重不相等呢？
如图所示 ，选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和体重计对人的支持力 FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。
设竖直向下方向为坐标轴正方向。
人加速向下运动的过程中(如图)，根据牛顿第二定律，有
即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的（实重）重力。
mg － FN = ma
FN = m（g－a）< mg
失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重（weightlessness）现象。
特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。
人减速向下运动的过程中
加速度方向与运动方向相反，有
此时，体重计的示数（视重）大于人受到的（实重）重力。
mg － FN =－ ma
FN = m（g + a）> mg
思考：有没有视重大于重力的情况呢？
超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重（verweight）现象。
特征：物体加速度向上，视重变大，实重不变。
1.超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变。
2.无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化。
a方向向上 ——超重
a方向向下 ——失重
加速下降
思考：以下情况那种物体处于超重？那种处于失重呢？
人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。分析力传感器上的人“下蹲”“站起”两个过程中超重和失重的情况。
人站在体重计上，既不下蹲也不站起，体重计的示数一定不变吗？
在电梯里放一台体重计， 人站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计的示数的变化。
【例题】设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。
【分析 】人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如图 4.6-6 所示。
【解析】设竖直向上方向为坐标轴正方向。根据牛顿第二定律，有
FN－mg＝maFN ＝m（g ＋ a）＝ 60×（9.8 ＋ 0.25）N ＝ 603 N
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力 FN′为
FN ＝－ FN ＝－ 603 N
人对电梯的压力大小为 603 N，方向竖直向下。
思考：当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？
由FN = m(g – a)得：FN =0
当物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零，这种现象又是什么现象呢？
完全失重：当加速度 a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。
可以举更多生活中的例子吗？
应用1：装满水的有孔瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？
当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。
应用3：在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
弹簧测力计无法测量物体的重力
无法用天平测量物体的质量
但仍能测量拉力或压力的大小.
航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘器内的物浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”……
超重和失重现象在实际中还有许多，请你通过读书、上网、请教专业人员等多种途径进一步学习和了解。
【练习1】（2022·江苏省镇江中学高一期末）如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50 kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三。已知重力加速度g取10 m/s2，由此可判断 （　　）A．电梯可能加速下降，加速度大小为5 m/s2B．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5 m/s2C．乘客处于超重状态D．乘客对电梯地板的压力为500N
【练习2】2022年3月23日，在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站内，航天员王亚平观察到北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”被抛出后近似做匀速直线运动，不计空气阻力。则刚抛出后（  ）A．“冰墩墩”不受外力B．“冰墩墩”的合外力为零C．“冰墩墩”处于完全失重状态D．该运动过程可以用来验证牛顿第一定律
【练习3】（2022·北京·清华附中高一）(多选)如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力小于其重力D．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于其所受支持力
【练习4】如图甲所示，质量为m=60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2，由图像可知（　　）A．t=0.5 s时，他的加速度为3 m/s2B．t=0.4 s时，他处于超重状态C．t=1.5 s时，他处于超重状态D．t=1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 N
【练习5】小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是（　）A．a点对应时刻，小明向下的速度最大B．a点对应时刻，小明向下的加速度最大C．b点对应时刻，小明处于超重状态D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
【练习6】（2022·江苏·海安高级中学高一期中）“反向蹦极”如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg（可视为质点）。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）A．在C点，人处于静止状态B．在B点，人处于超重状态C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小