第6章第3節(jié)超重與失重

1、第第6章第章第4節(jié)超重和失重節(jié)超重和失重學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo): 1. 知道什么是超重與失重。知道什么是超重與失重。2. 知道產(chǎn)生超重與失重的條件。知道產(chǎn)生超重與失重的條件。3. 了解生活實(shí)際中超重和失重現(xiàn)象。了解生活實(shí)際中超重和失重現(xiàn)象。4理解超重和失重的實(shí)質(zhì)。理解超重和失重的實(shí)質(zhì)。5. 了解超重與失重在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中的重要應(yīng)了解超重與失重在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中的重要應(yīng)用。用。6會(huì)用牛頓第二定律求解超重和失重問(wèn)題。會(huì)用牛頓第二定律求解超重和失重問(wèn)題。學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn): 超重和失重的實(shí)質(zhì)。超重和失重的實(shí)質(zhì)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn): 應(yīng)用牛頓定律求解超重和失重問(wèn)題。應(yīng)用牛頓定律求解超重和失重問(wèn)題。教學(xué)手段

2、：教學(xué)手段：多媒體動(dòng)畫(huà)多媒體動(dòng)畫(huà)復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)引入：1.重力如何測(cè)量？重力如何測(cè)量？2.牛頓第二定律的表達(dá)式？牛頓第二定律的表達(dá)式？3.物體的速度方向和運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系？物體的速度方向和運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系？4.物體做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度和物體做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度和速度方向之間有什么關(guān)系？速度方向之間有什么關(guān)系？想一想：想一想：1.物體的重力在同一地點(diǎn)會(huì)不會(huì)發(fā)生變化物體的重力在同一地點(diǎn)會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢？呢？2.同一時(shí)間、同一地點(diǎn)，人的體重會(huì)不會(huì)同一時(shí)間、同一地點(diǎn)，人的體重會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢？發(fā)生變化呢？3.站在體重計(jì)上的人，迅速下蹲或迅速站站在體重計(jì)上的人，迅速下蹲或迅速站起來(lái)時(shí)，

3、體重計(jì)示數(shù)會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？起來(lái)時(shí)，體重計(jì)示數(shù)會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？為什么？為什么？例題：例題：升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧式臺(tái)秤，稱盤(pán)上放一個(gè)升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧式臺(tái)秤，稱盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為質(zhì)量為20kg的物體（如圖示），當(dāng)升降機(jī)：的物體（如圖示），當(dāng)升降機(jī)： a以以4m/s的速度勻速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少的速度勻速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少N？ b以以1m/s2的加速度加速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少的加速度加速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少N？ 解：取豎直向上為正方向解：取豎直向上為正方向(1)由于升降機(jī)勻速上升由于升降機(jī)勻速上升 ,所以所以a=0,根據(jù)牛根據(jù)牛頓第二定律知頓第二定律知: N-mg=0 所以所以 N=m

4、g=200N由牛頓第三定律知，由牛頓第三定律知，N=N=200NGamg (2)由于升降機(jī)加速上升由于升降機(jī)加速上升 ,且且a= 1m/s2,方向豎方向豎直向上直向上,根據(jù)牛頓第二定律知根據(jù)牛頓第二定律知:N-mg=ma 所以所以 N=m(g+a)=220N由牛頓第三定律知，由牛頓第三定律知， N=N=220N1 1、定義：、定義：物體對(duì)水平支持物的壓力大于物體物體對(duì)水平支持物的壓力大于物體所受重力的情況稱為所受重力的情況稱為超重超重現(xiàn)象。現(xiàn)象。2 2、實(shí)質(zhì)：、實(shí)質(zhì)：壓力大于重力且壓力大于重力且 N=N=m(g+a)3 3、條件、條件: :物體具有豎直向上的加速度，即做加物體具有豎直向上的加速

5、度，即做加速上升或減速下降的運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生超重現(xiàn)象。速上升或減速下降的運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生超重現(xiàn)象。物體對(duì)豎直懸繩的拉力物體對(duì)豎直懸繩的拉力aF=F=m(g+a)生活中的超重現(xiàn)象生活中的超重現(xiàn)象:加速上升加速上升減速下降減速下降a 豎直向上豎直向上電電梯梯加速下降加速下降減速上升減速上升電電梯梯 a 豎直向下豎直向下（電梯）（電梯）1 1、定義：、定義：物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)ωQ物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸繩的拉力）小于物體所受重力的情況稱直懸繩的拉力）小于物體所受重力的情況稱為為失重失重現(xiàn)象。現(xiàn)象。2 2、實(shí)質(zhì)：、實(shí)質(zhì)：壓力（或拉力）小于重力壓力（或拉力）小于重力 且且 N=N=m(g-

6、a)3 3、條件、條件: :物體具有豎直向下的加速度，即做加物體具有豎直向下的加速度，即做加速下降或減速上升的運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生失重現(xiàn)速下降或減速上升的運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生失重現(xiàn)象。象。想一想想一想在失重狀態(tài)中，支持力（或拉力）小于物體的重力，在失重狀態(tài)中，支持力（或拉力）小于物體的重力，從而產(chǎn)生了向下的加速度，那么這個(gè)加速度能取到從而產(chǎn)生了向下的加速度，那么這個(gè)加速度能取到無(wú)窮大嗎？無(wú)窮大嗎？ 當(dāng)裝有水的水當(dāng)裝有水的水杯壁上有一個(gè)孔杯壁上有一個(gè)孔時(shí)，在水壓作用時(shí)，在水壓作用下，水會(huì)從孔中下，水會(huì)從孔中流出來(lái)。流出來(lái)。 如果讓這個(gè)杯如果讓這個(gè)杯子自由下落又是子自由下落又是什么情況呢？什么情況呢？想一想：

7、為什么？想一想：為什么？ 這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，雖然杯壁上有孔，雖然杯壁上有孔，但水卻沒(méi)有流出但水卻沒(méi)有流出來(lái)，這是為什么來(lái)，這是為什么呢？呢？總結(jié)：總結(jié)：由此可見(jiàn)，當(dāng)物體處于完全由此可見(jiàn)，當(dāng)物體處于完全失重時(shí)，凡是和重力相關(guān)的現(xiàn)象都失重時(shí)，凡是和重力相關(guān)的現(xiàn)象都消失。消失。 失重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的拉力失重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的拉力N=m(g-a)；對(duì)支持面；對(duì)支持面的壓力的壓力N=m(g-a)。就好像重力。就好像重力“減小減小”了（了（確切的說(shuō)是重確切的說(shuō)是重力加速度力加速度g g好像好像“減小減小”了了）。）。實(shí)際上物體的重力沒(méi)有實(shí)際上物體的重力沒(méi)有變。變。 超重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的

8、拉力超重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的拉力N=m(g+a)；對(duì)支持面；對(duì)支持面的壓力的壓力N=m(g+a)。就好像重力。就好像重力“增加增加”了（了（確切的說(shuō)是重確切的說(shuō)是重力加速度力加速度g g好像好像“增加增加”了了）。）。實(shí)際上物體的重力沒(méi)有實(shí)際上物體的重力沒(méi)有變變。 失重時(shí)，當(dāng)失重時(shí)，當(dāng)a=g，重物對(duì)豎直懸線的拉力，重物對(duì)豎直懸線的拉力N=m(g-a)=0；對(duì)支持面的壓力對(duì)支持面的壓力N=m(g-a)=0。就好像重力完全。就好像重力完全“消失消失”了了（確切的說(shuō)是重力加速度確切的說(shuō)是重力加速度g g好像好像“消失消失”了了）。）。實(shí)際上物實(shí)際上物體的重力并沒(méi)有消失。體的重力并沒(méi)有消失。對(duì)超重和失

9、重的理解：對(duì)超重和失重的理解：物體對(duì)豎直懸線的拉力或水平支持物的壓力與重力的關(guān)系：物體對(duì)豎直懸線的拉力或水平支持物的壓力與重力的關(guān)系：amga物體有向上的加速度物體有向上的加速度即即 a0F=F=m(g+a)N=N=m(g+a)超超重重失失重重mg物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)即即 a=0F=F=mgN=N=mg物體有向下的加速度物體有向下的加速度即即 a0F=F=m(g-a)N=N=m(g-a)amga練習(xí)：練習(xí)：1 1、一小孩站在升降機(jī)中，升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)、一小孩站在升降機(jī)中，升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況如下時(shí)，判斷超重、失重情況。情況如下時(shí)，判斷超重、失重情況。1、升降機(jī)加速上升、升降機(jī)加速上升2

10、、升降機(jī)減速上升、升降機(jī)減速上升3、升降機(jī)加速下降、升降機(jī)加速下降4、升降機(jī)減速下降、升降機(jī)減速下降超重超重失重失重失重失重超重超重2 2、一質(zhì)量為、一質(zhì)量為40kg40kg的小孩站在升降機(jī)中的體重計(jì)上。的小孩站在升降機(jī)中的體重計(jì)上。（1 1）當(dāng)升降機(jī)以）當(dāng)升降機(jī)以0.5m/s0.5m/s2 2加速上升時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為功加速上升時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為功( )N( )N。（2 2）當(dāng)升降機(jī)以）當(dāng)升降機(jī)以0.5m/s0.5m/s2 2的加速下降時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為的加速下降時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為( )N( )N。420380開(kāi)始下蹲時(shí)開(kāi)始下蹲時(shí)加速度：加速度： 豎直向下豎直向下失重失重將要完全蹲下時(shí)將要完

11、全蹲下時(shí)加速度：加速度： 豎直向上豎直向上超重超重讀數(shù)變小讀數(shù)變小讀數(shù)變大讀數(shù)變大開(kāi)始站起時(shí)開(kāi)始站起時(shí)加速度：加速度： 豎直向上豎直向上超重超重將要完全站起時(shí)將要完全站起時(shí)加速度：加速度： 豎直向下豎直向下失重失重讀數(shù)變大讀數(shù)變大讀數(shù)變小讀數(shù)變小4 4作為中國(guó)首位進(jìn)入太空的作為中國(guó)首位進(jìn)入太空的宇航員楊利偉，不僅要有豐富宇航員楊利偉，不僅要有豐富的知識(shí)，還要有過(guò)硬的身體，的知識(shí)，還要有過(guò)硬的身體，能夠承受超重和失重的影響，能夠承受超重和失重的影響，那么分析飛船在起飛階段和返那么分析飛船在起飛階段和返回大氣層后下落階段宇航員楊回大氣層后下落階段宇航員楊利偉是處于超重狀態(tài)還是失重利偉是處于超重狀態(tài)

12、還是失重狀態(tài)？狀態(tài)？ 練習(xí)題練習(xí)題: :在升降機(jī)（電梯）中測(cè)人的體重，已知在升降機(jī)（電梯）中測(cè)人的體重，已知人質(zhì)量為人質(zhì)量為40kg40kg，如果升降機(jī)以，如果升降機(jī)以2.5 2.5 m/s2的加速度的加速度勻減速上升，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？勻減速上升，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？ （g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400N, GNva當(dāng)升降機(jī)勻減速上升時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=300N，根據(jù)牛頓第三定律可知，測(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小相等，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為300N。 前題中，如果升降機(jī)以前題中，如果升降機(jī)以2.5m/s2.5m/s2的加速度勻減的加速度勻減速上升，測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？速上升，測(cè)力計(jì)的示