資源簡介

§4.6超重和失重 導學案
【學習目標】
通過閱讀課本P101超重與失重部分，能準確說出超重、失重與完全失重的定義
能夠運用牛頓運動定律分析超重、失重現象，并求出體重計對人的支持力。
3. 知道加速度的方向是超重失重的條件。
【重點 難點】
重點：會運用牛頓運動定律分析超重失重現象
難點：由物體的運動狀態判斷物體所處的狀態
【課前自主學習】
一、重力的測量
1.方法一:
(1)測量物體做自由落體運動的加速度g;
(2)用 測量物體的質量m;
(3)利用牛頓第二定律得: 。
2.方法二:利用力的 對重力進行測量。將待測物體懸掛或放置在測力計上,使它處于 狀態,這時測力計的示數反映了物體所受的 大小。
視重:體重計、測力計的示數反映了物體對支撐物的 壓力或對懸掛物的 拉力，稱為視重。
（依據牛頓第三定律：視重=物體受到的支持力）
實重:物體實際的重力大小。
結論:靜止或勻速狀態下，視重=實重。
【思考和探究】
一、物理情境：站在體重計上向下蹲，在下蹲過程，體重計的示數先變小，后變大，再變小。為什么呢？
運動分析：下蹲過程人體經歷了哪些運動過程？
先向下 ，再向下 ，最后 。
站起來的過程呢？先向上 ，再向上 ，最后 。
受力分析：
閱讀課本109-110超重與失重內容，勾畫并默寫超重、失重、完全失重的定義。
已知人的質量為m，人運動的加速度大小為a人對體重計的壓力為FN。
（1）加速下蹲：a方向： 關系：FN G
分析過程（列牛二定律）：
（2）減速下蹲：a方向 ： 關系：FN G
分析過程（列牛二定律）：
靜止狀態：a=0 關系：FN G
站起來的過程呢？
（4）加速上升：a方向： 關系：FN G
分析過程（列牛二定律）：
（5）減速上升：a方向： 關系：FN G
分析過程（列牛二定律）：
超重：物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力 物體所受的重力的現象。
失重：物體對支持物的壓力或對懸掛無的拉力 物體所受的重力的現象。
總結：如何判斷是超重還是失重？
從力的角度判斷：
從加速度方向角度判斷：
思考并完成
1.設某人的質量為60kg，站在電梯內的水平地板上，當電梯以0.25m/s2的加速度勻加速上升時，求人對電梯的壓力。g取9.8m/s2
拓展：（1）當電梯以0.25m/s2的加速度勻減速下降時，列牛二關系式，說明超重還是失重？
（2）當電梯以0.25m/s2的加速度勻減速上升時，同上
（3）當電梯以0.25m/s2的加速度勻加速下降時，同上
以上結果說明：
電梯出現超重現象時，它的運動狀態可能為：
（2）電梯出現失重現象時，它的運動狀態可能為：
2.完全失重
若在加速下降過程中，加速度為g，體重計示數為 ，則物體出現 狀態
常見例子：自由落體運動 ，拋體運動，太空運動…
【達標檢測】
1.(超重和失重的判斷)如圖所示,兒童在蹦床上沿豎直方向蹦跳,對其從最低點到離開床面的過程,下列說法正確的是 (　　)
A.兒童一直處于超重狀態 B.兒童一直處于失重狀態
C.兒童會經歷先超重后失重的過程 D.兒童剛離開蹦床時的速度最大
2.(從加速度的角度判斷超重、失重)很多智能手機都有加速度傳感器。小明把手機平放在手掌上,打開加速度傳感器,記錄手機在豎直方向上加速度的變化情況。若手掌迅速向下運動,讓手機脫離手掌而自由下落,然后接住手機,手機屏幕上獲得的圖像如圖甲所示。以下實驗中手機均無翻轉。下列說法正確的是 (　　)
A.若將手機豎直向上拋出再落回手掌中,所得圖像可能如圖乙所示
B.若保持手托著手機,小明做下蹲動作,整個下蹲過程所得圖像可能如圖丙所示
C.若手托著手機一起由靜止豎直向上運動一段時間后停止,所得圖像可能如圖丁所示
D.手機屏幕上的圖像出現正最大值時,表明手機處于失重狀態
3.大型商場(超市)為了方便顧客上下樓,都會安裝自動扶梯。自動扶梯一般分為兩類:一類有臺階,另一類無臺階,兩類自動扶梯分別如圖甲、乙所示,為了節約能源,在沒有顧客乘行時,這兩類自動扶梯都以較小的速度勻速運行,當有顧客乘行時自動扶梯經過先加速再勻速兩個階段運行。則電梯在運送顧客上樓的整個過程中 (　　)
A.圖乙所示的無臺階自動扶梯中,乘客始終受三個力作用
B.圖甲所示的有臺階自動扶梯中,乘客始終受三個力作用
C.圖乙所示的無臺階自動扶梯中,乘客始終處于超重狀態
D.圖甲所示的有臺階自動扶梯中,扶梯對乘客始終有摩擦力作用
4.(超重、失重的應用)無人機的質量為m=2 kg,在地面上由靜止開始以最大升力豎直向上起飛,經時間t=4 s時離地面的高度為h=48 m,已知無人機動力系統所能提供的最大升力為36 N,假設無人機運動過程中所受空氣阻力的大小恒定,g取10 m/s2,求:
(1)無人機運動過程中所受空氣阻力的大小;
(2)當無人機懸停在距離地面高度H=45 m處時,無人機由于信號故障突然失去全部升力,由靜止開始豎直墜落,若無人機到達地面時速度剛好減為0,剛開始下落后經多長時間需要立刻恢復最大升力。

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