超 重 和 失 重009

學(xué)習(xí)目標(biāo) 復(fù)習(xí)提問 進行新課 鞏固練習(xí) 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 超重與失重 1 知道什么是超重和失重 2 知道產(chǎn)生超重和失重的條件 3 會分析 解決超重失重問題 復(fù)習(xí)提問 1 牛頓第二定律的內(nèi)容是什么 加速度產(chǎn)生的原因是什么 2 物體做加速直線運動或減速直線運動時 加速度方向和速度方向之間有什么關(guān)系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 思考 1 水噴出來的原因是什么 2 水不噴出是因為水失去重力了嗎 動畫1 現(xiàn)象觀察與分析 放在水平桌面上的水杯 當(dāng)將塞子拔出時 會出現(xiàn)現(xiàn)象 如果在拔出塞子的同時讓杯子自由下落 又會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢 一 超重現(xiàn)象 以一個站在升降機里的測力計上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為m 升降機以加速度a加速上升 分析 對人受力分析如圖 由牛頓第二定律得 F合 N G ma 故 N G ma 人受到的支持力N大于人受到的重力G 總結(jié) 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象 動畫2 二 失重現(xiàn)象 以站在升降機里的測力計上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為50Kg 升降機以2m s2的加速度加速下降 g 10m s2 分析 對人受力分析如圖 由牛頓第二定律得 F合 G N ma 故 N G F合 mg ma 400N 500N 人受到的支持力N小于人受到的重力G 總結(jié) 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象 動畫2 思 當(dāng)升降機加速下降的加速度等于g 則人受到的支持力變?yōu)槎嗌?三 完全失重 當(dāng)升降機以加速度a g豎直加速下降時 N G mg 0 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?為零 這就是 完全失重 現(xiàn)象 例1 試分析前面引入實驗中 當(dāng)杯子自由下落時 為什么杯中的水不噴出 解 當(dāng)杯子自由下落時 杯中的水處于完全失重狀態(tài) 水的內(nèi)部沒有壓力 故水不會噴出 但杯子中水的重力仍然存在 其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度 動畫3 動畫1 例2 下面所示的情況中 對物體m來說 哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象 哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象 甲 乙 丙 丁 N G失重 N G超重 N G失重 N G超重 總結(jié) 物體具有豎直向上的加速度 即處于超重狀態(tài) 物體具有豎直向下的加速度 即處于失重狀態(tài) 與運動的方向無關(guān) 四 超重 失重 視重和重力的區(qū)別 1 超重和失重是一種物理現(xiàn)象 2 視重是指支持物對物體的支持力 或懸掛物對物體的拉力 是可以改變的 3 物體的重力與運動狀態(tài)無關(guān) 不論物體處于超重還是失重狀態(tài) 重力不變 規(guī)律 視重 重力a豎直向上超重狀態(tài) 視重 重力a豎直向下失重狀態(tài) 超重還是失重由a決定 與v方向無關(guān) 五 超重和失重現(xiàn)象的應(yīng)用 人造地球衛(wèi)星 宇宙飛船 航天飛機都繞地球做圓周運動 所受的地球引力只改變物體的速度方向 不改變速度大小 航天飛機中的人和物都處于狀態(tài) 完全失重 動畫3 在航天飛機中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用 彈簧測力計無法測量物體的重力 但仍能測量拉力或壓力的大小 無法用天平測量物體的質(zhì)量 利用完全失重條件的科學(xué)研究 液體呈絕對球形 制造理想的滾珠 制造泡沫金屬 返回 鞏固練習(xí) 練習(xí)1 一個人在地面上最多能舉起300N的重物 在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中 他最多能舉起250N的重物 求電梯的加速度 g 10m s2 分析 對同一個人來說 他能提供的最大舉力是一定的 因此 它在電梯里對物體的支持力也為300N 對物體受力分析可求出F合 從而求出加速度 解 設(shè)物體的質(zhì)量為m 對其受力分析如圖 得 F合 N G 300 250 50 N 由題意 m 25Kg 故 a F合 m 2m s2 方向 豎直向上 返回 練習(xí)2 一個木塊漂浮在桌面的一杯水中 現(xiàn)假設(shè)撤去桌面 木塊和杯子一起自由向下運動 問木塊受到的浮力有無變化 思維啟示 1 浮力產(chǎn)生的原因是什么 2 木塊和水處于什么樣的狀態(tài) 3 水對容器底部有壓力嗎 水內(nèi)部有無壓力 解 浮力產(chǎn)生的原因是物體在液體中上下表面存在壓力差 當(dāng)水和杯子一起自由下落時 a g 水處于完全失重狀態(tài) 水的重力用來產(chǎn)生重力加速度 故水對杯底無壓力 水內(nèi)部也無壓力 不產(chǎn)生浮力 所以木塊的浮力消失 拓展 如圖 球B放在容器A內(nèi) 且B略小于A 將它們以一定的速度向上拋出 不計空氣阻力 在A和B上升的過程中 A和B間作用力情況 返回 練習(xí)3 一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得重為G 當(dāng)此人突然下蹲時 磅秤的讀數(shù) A先大于G 后小于GB先小于G 后大于GC大于GD小于G 思維點撥 人下蹲是怎樣的一個過程 人下蹲過程分析 由靜止開始向下運動 速度增加 具有向下的加速度 失重 蹲下后最終速度變?yōu)榱?故還有一個向下減速的過程 加速度向上 超重 B 思考 如果人下蹲后又突然站起 情況又會怎樣 返回 練習(xí)4 如圖所示 底座A上裝有一根足夠長的直立長桿 其總質(zhì)量為M 桿上套有質(zhì)量為m的圓環(huán)B 它與桿有摩擦 當(dāng)圓環(huán)以初速度V0向上飛起時 圓環(huán)的加速度為a 底座不動 1 定性分析環(huán)在上升和下降過程中 A對地面的壓力與整體的重力相比較誰大 2 分別計算在整個過程中 水平面對底座的支持力多大 設(shè)摩擦力不變 解 1 環(huán)不論上升還是下降 環(huán)都有向下的加速度 故整體上有失重的現(xiàn)象 所以A對地面的壓力小于整體的重力 2 上升過程分別對環(huán)受力分析如圖 得 F合 mg f ma 1 對底座受力分析如圖 得 N f Mg 2 由牛頓第三定律得 f f 3 綜合上三式可得 f m a g N M m g ma 下降過程同理可求得 自己課后完成解答 返回 作業(yè) 1 復(fù)習(xí)