《超重和失重》运动和力的关系PPT课件
第一部分内容：学习目标
1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点)
2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．
3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．(难点)
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超重和失重PPT，第二部分内容：新知探究
一、重力的测量
1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用______测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝______．
2．另一种方法是，利用力的____________对重力进行测量．
二、超重和失重
1．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．
(2)产生条件：物体具有____________的加速度．
2．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．
(2)产生条件：物体具有____________的加速度．
(3)完全失重
①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) ____________的状态．
②产生条件：a＝g，方向____________．
自我检测
思维辨析
(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)物体处于完全失重状态时就不受重力了．( )
(5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的．( )
基础理解
(1)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
提示：选D.手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，选项D正确．
(2)(2019•东胜校级月考)关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )
A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态
B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动
C．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态
提示：选D.根据牛顿第二定律，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态．物体向上运动或向下运动，加速度可能向上也可能向下，不能够判断它是处于超重还是失重状态，故A、B错误；超重并非物体所受的重力增大了，而是弹力(视重)比重力大；失重也并非物体所受的重力减小了，而是弹力(视重)比重力小，故C错误；物体做自由落体运动时，加速度等于重力加速度，方向向下，物体处于完全失重状态，故D正确．
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超重和失重PPT，第三部分内容：师生互动
超重和失重问题
问题导引
文博同学每天放学都要乘垂直电梯上、下楼，在电梯下楼时，开始他觉得背的书包变轻了，快到楼底时他觉得书包又似乎变重了．这是为什么？
要点提示 开始时电梯从静止做加速运动，使文博同学和电梯一起处于失重状态；快到楼底时，电梯一定有一个减速过程，则该过程中使电梯处于超重状态，就会出现上述现象．
【核心深化】
1．实重与视重
实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．
视重：当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．超重与失重不是重力本身变了，而是物体对悬挂物的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，即“视重”变化了．若弹力大于重力是超重，反之则是失重．
2．超重、失重的比较
3.求解超重与失重问题的基本思路
超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是：
(1)分析物体运动的加速度方向；
(2)判断物体处于超重(或失重)状态；
(3)利用牛顿第二定律分析和求解．
关键能力1 对超、失重状态的判断
某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是( )
A．该同学处于超重状态
B．该同学处于失重状态
C．体重计示数先减小后增大
D．体重计示数先增大后减小
关键能力2 超、失重现象中的计算
(多选)(2019•石家庄期末)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是( )
A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2
B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2
C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2
D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2
关键能力3 超、失重现象中的图象分析
某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是( )
A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况
B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态
C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止
D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止
[思路点拨] (1)拉力大于重力处于超重状态，拉力小于重力处于失重状态．
(2)超重时电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动．
(3)失重时，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动．
关键能力4 完全失重现象的判断
(2019•闵行一模)某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是( )
A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快
B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快
C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变
D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出
名师点拨
判断超重、失重状态的方法
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
从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态
从速度变化角度判断
(1)物体向上加速或向下减速时，超重
(2)物体向下加速或向上减速时，失重
【达标练习】
1．(2019•浙江模拟)超重与失重是宇航员生活和工作中的两大难题．实际上，在我们的生活中也充满了超重和失重．假如某同学家住10楼，那么，他从一楼开始坐电梯回家的过程中，体验到的将是( )
A．先超重，后等重，再失重
B．先失重，后等重，再超重
C．一直超重
D．一直失重
2.(2019•平谷期末)如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下．在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是( )
A．座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态
B．座椅在减速上升的过程中人处于超重状态
C．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态
D．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态
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超重和失重PPT，第四部分内容：随堂知能演练
1．(2019•相城校级月考)下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )
A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态
B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态
C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态
D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
2．(2019•上海二模)如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )
3．(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmg
B．物体最终的速度为v1
C．开始阶段物体做匀加速直线运动
D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右
4.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，将一小物块轻轻地放在正在以速度v＝10 m/s匀速逆时针转动的传送带的上端，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)，传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29 m，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)将物块从顶部传送到传送带底部所需的时间；
(2)若物块与传送带之间的动摩擦因数为μ′＝0.8，物块从顶部传送到传送带底部所需的时间．
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