2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案03.doc

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2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案03 知識網(wǎng)絡結構 超重和失重 超重和失重 等效重力加速度 概念規(guī)律方法 什么是超重和失重 1．問題探究 【例】升降機地板上放一個彈簧式測力計，托盤上放一個質量為20 kg 的物體，如圖5-4-1所示，當升降機： (1)以4 m／s的速度勻速上升時，測力計讀數(shù)是多少? (2)以1 m/s2的加速度豎直上升時，測力計的讀數(shù)是多少? (3)以1 m/s2的加速度豎直下降時，測力計的讀數(shù)是多少? 探究：物體運動過程中受到兩個力：重力G和測力計對物體的支持力F 由于測力計對物體的支持力F與物體對測力計的壓力F′是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，只要求出F就可知道F′． 我們根據(jù)牛頓運動定律列出方程，找出幾個力之問以及它們與加速度之間的關系，這個 問題就能解決了． 解析：以放在測力汁上的物體為研究對象，取向上的方向為正方向． (1)當升降機勻速上升時，加速度a=0． 根據(jù)牛頓第二定律知：F合=F-mg=ma=0． 解得測力計對物體的支持力F=196 N. 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′． 則可知測力計的讀數(shù)為196 N_ (2)因升降機加速上升，則a=1 m／s2，方向向上，根據(jù)牛頓第二定律得： F合=F-mg=ma． 解得測辦計對物體的支持力F=216 N. 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′. 則可知測力計的讀數(shù)為21 6 N． (3)因升降機加速下降，則a=-1 m／s2，方向向下，根據(jù)牛頓第二定律得： F合=F-mg=ma. 解得測力計對物體的支持力F=176 N． 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′． 則可知測力計的讀數(shù)為176 N． 結論：當升降機勻速運動時，測力計的讀數(shù)等于物體的重力；當升降機加速上升(或者減 速下降)時，測力計的讀數(shù)大于物體的重力；當升降機加速度下降(或減速上升)時，測力計的讀數(shù)小于物體的重力． 2．概念定義 (1)物體有豎直向上的加速度時，它對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)大于物體所受重 力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象． (2)物體有豎直向下的加速度時，它對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)小于物體所受重 力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象. 3．概念說明 (1)在超重和失重現(xiàn)象中，物體的重力并沒有發(fā)生變化，超重指的是物體對支持面的壓力 (或對懸掛物的拉力)大于物體的重力，而失重則是指物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于重力． (2)不管超重還是失重與物體的運動方向無關，它取決于物體的加速度方向．加速度方向 向下，物體處于失重狀態(tài)；加速度方向向上，物體處于超重狀態(tài)． (3)如果物體正好以大小等于g的加速度豎直下落，這時物體對支持物、懸掛物完全沒有 作用力，好像完全沒有了重力的作用，這種狀態(tài)是完全失重狀態(tài)． (4)超重和失重并不是一類特征問題，而是牛頓運動定律在豎直方向的應用． (5)當物體在豎直方向上有加速度時，也可以看成是重力加速度發(fā)生了變化，從g變成了 g′，這個物體就好像處在一個重力加速度為g′的環(huán)境里，把這個g′稱為等效重力加速度．