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第5节超重与失重第5章牛顿运动定律学习目标核心素养形成脉络1.知道超重和失重现象．2．理解产生超重、失重现象的条件．3．能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律一、超重现象1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)_________物体所受重力的现象．2．产生条件：物体具有_________的加速度．3．运动类型：超重物体做向上的_________运动或向下的_________运动．大于竖直向上加速减速栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律二、失重现象1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)_________物体所受重力的现象．2．产生条件：物体具有_________的加速度．3．运动类型：失重物体做向上的_________运动或向下的_________运动．小于竖直向下减速加速栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律4．完全失重(1)定义：物体对悬挂物的_________(或对支持物的_________)等于零的状态．(2)产生条件：物体竖直向下的加速度等于_______________．(3)在做自由落体运动时，处于_________状态．拉力压力重力加速度完全失重栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律思维辨析(1)物体处于超重状态时，可能向下运动．()(2)物体处于超重状态时，是指物体的重力增大了．()(3)火箭加速上升时，宇航员处于失重状态．()(4)物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零．()(5)宇航员在太空中处于完全失重状态，所以说宇航员在太空中不受重力的作用．()√××√×栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律基础理解在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了．下楼时，在电梯里，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律(1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？(2)电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？(3)若电梯下降启动的瞬间或到达楼梯底前减速运动时，人处于超重还是失重状态？栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律提示：(1)竖直向上，超重．(2)竖直向下，失重．(3)向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律对超重、失重现象的理解问题导引1．人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重．人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？为什么会发生这样的变化？2．把台秤放在箱式电梯里，在秤盘里放着一物体，分析以下问题．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律(1)什么情况下台秤示数会大于物体重力？发生超重时物体可能怎样运动？你能根据牛顿第二定律解释这一现象吗？(2)什么情况下台秤示数会小于物体重力？发生失重时物体可能怎样运动？你能根据牛顿第二定律解释这一现象吗？(3)什么是完全失重？完全失重时物体的重力消失了吗？栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[要点提示]1.体重计的示数先减小后增大，再减小到重力G.因为人在下蹲的过程中，重心下移，即向下做先加速后减速的运动，加速度的方向先向下后向上，所以人先处于失重状态再处于超重状态，最后处于平衡状态，故体重计的示数先减小后增大，再减小到重力G.栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律2．(1)物体具有向上的加速度时，台秤示数大于实际重力．物体可能加速上升或者减速下降．F＝m(g＋a)．(2)物体具有向下的加速度时，台秤示数小于实际重力．物体可能减速上升或者加速下降．F＝m(g－a)．(3)物体向下的加速度等于重力加速度时，物体只受重力，不再受支持力或者拉力．重力没有消失．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律【核心深化】1．视重当将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．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律2．超重、失重的分析特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下减速栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图失重向下F＝m(g－a)＜mg向下加速或向上减速完全失重向下a＝gF＝0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失．例如：液体的压强、浮力将为零；水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律关键能力1超重、失重现象下列关于超重与失重的说法正确的是()A．超重就是物体的重力增加了B．失重就是物体的重力减少了C．完全失重就是物体的重力没有了D．不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[解析]超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，所以A错误；失重是物体对接触面的压力小于物体的真实重力，物体的重力并没有减小，所以B错误；完全失重是物体对接触面的压力为零，此时物体的重力也不变，所以C错误；不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的，只是对接触面的压力不和重力相等了，所以D正确．[答案]D栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律关键能力2超重、失重的判断(多选)游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉．下列描述正确的是()A．当升降机加速上升时，游客处于失重状态B．当升降机减速下降时，游客处于超重状态C．当升降机减速上升时，游客处于失重状态D．当升降机加速下降时，游客处于超重状态栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[思路点拨]解答本题时，可按以下思路进行分析：栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[解析]当升降机加速上升或减速下降时，加速度方向向上，由牛顿第二定律可得N－mg＝ma，N＝mg＋mamg，乘客处于超重状态，选项A错误，B正确；当升降机加速下降或减速上升时，加速度方向向下，由牛顿第二定律可得mg－N＝ma，N＝mg－mamg，乘客处于失重状态，选项C正确，D错误．[答案]BC栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律判断物体超重与失重的方法(1)从受力的角度判断①超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．②失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．(2)从加速度的角度判断①当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，处于超重状态．②当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，处于失重状态．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律【达标练习】1．关于超重和失重，下列说法中正确的是()A．超重时物体的加速度大于零B．失重时物体的加速度小于零C．完全失重时物体的加速度等于零D．无论超重还是失重，物体的加速度肯定不为零解析：选D.根据超重和失重的运动特征，以及加速度方向(正、负)的物理意义易知A、B、C错误，D正确．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律2．(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力，则人从P点落下到最低点c的过程中()A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态C．在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态D．在c点，人的速度为零，其加速度也为零栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律解析：选AC.在Pa段绳还没有被拉长，人做自由落体运动，所以处于完全失重状态，选项A正确；在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，处于失重状态，选项B错误；在bc段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，处于超重状态，选项C正确；在c点，绳的形变量最大，绳的拉力最大，人受到的合力向上，有向上的加速度，所以选项D错误．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律超重、失重的综合分析与计算【核心深化】1．从牛顿第二定律的角度分析超重现象：物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，根据牛顿第二定律有：N－mg＝ma，此时Nmg.2．从牛顿第二定律的角度分析失重现象：物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，根据牛顿第二定律有：mg－N＝ma，此时Nmg.栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律3．从牛顿第二定律进一步得出，物体是处于超重还是失重状态决定于加速度的方向，而与物体的速度方向无关．处于超重状态时加速度方向向上，物体可能加速上升或减速下降；处于失重状态时，加速度方向向下，物体可能加速下降或减速上升．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10m/s2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升；(3)升降机以3m/s2的加速度匀减速上升或匀加速下降．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[思路点拨]解此题注意以下两点：(1)以人为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解．(2)由牛顿第三定律知，人受到的支持力与人对体重计的压力大小相等，所以体重计的读数等于人受到的支持力的大小．栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律[解析]以人为研究对象受力分析如图所示：(1)匀速上升时a＝0，所以N－mg＝0N＝mg＝600N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小即，N′＝N＝600N.栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律(2)匀加速上升，a方向向上，取向上为正方向则N－mg＝maN＝m(g＋a)＝60×(10＋4)N＝840N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小即，N′＝N＝840N.栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律(3)匀减速上升和匀加速下降，a的方向都是向下的，取向下为正方向，则mg－N＝maN＝m(g－a)＝60×(10－3)N＝420N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小即，N′＝N＝420N.[答案](1)600N(2)840N(3)420N栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第5章牛顿运动定律解决超重、失重现象中计算问题的基本方法(1)明确研究对象，进行受力分析．(2)判断加速