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粤教版 (2019)必修 第一册第六节 失重和超重图文课件ppt
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这是一份粤教版 (2019)必修 第一册第六节 失重和超重图文课件ppt，文件包含粤教版高中物理必修第一册第4章第6节失重和超重第7节力学单位课件ppt、粤教版高中物理必修第一册第4章第6节失重和超重第7节力学单位学案docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共41页， 欢迎下载使用。
必备知识·自主预习储备
知识点一 失重和超重1．失重和超重(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的情况称为超重现象．(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的情况称为失重现象．
2．失重和超重的解释(1)电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压力____人的重力．(2)当电梯加速下降时，人的加速度方向____，根据牛顿第二定律可以得出：G－FN＝___，即FN＝______，此时人对电梯的压力____人的重力，人处于____状态．(3)当电梯加速上升时，人的加速度方向____，根据牛顿第二定律可以得出：______＝___，即FN＝______，此时人对电梯的压力____人的重力，人处于____状态．
3．完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为__，这种情况是失重现象中的极限，称为________现象．例如：自由落体运动．提醒 失重和超重只是一种现象，重力并没有变化．
体验 1．(1)物体处于超重状态时，是其重力增加了．( )(2)物体不论是失重还是超重，都是测量值与重力大小关系的比较结果，而重力大小没有变化．( )(3)物体处于完全失重状态时，其重力为零．( )(4)物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了．( )[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
知识点二 力学单位1．单位制的意义(1)单位制是由________和________所组成的一系列完整的单位体制．(2)基本单位是可以____选定的，导出单位则是由_____________________确定的．
2．国际单位制中的力学单位(1)国际单位制由7个________、2个________和19个具有专门名称的________组成．(2)在国际单位制中，与力学有关的基本单位有三个：长度单位——_______、质量单位——__________和时间单位——_______．其他与力学有关的物理量单位，都可以由这三个基本单位____．提醒 在计算题中，要使用同一个单位制中的单位．
体验 2．(1)一个物理量的单位若由两个或两个以上的基本单位的符号表示，则这个物理量的单位一定是导出单位．( )(2)一般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，同时也确定了单位关系．( )(3)凡是用比值定义法得到的物理量，其单位都是导出单位．( )(4)空气对运动物体的阻力正比于其速度，即f＝kv，其中k没有单位．( )[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
关键能力·情境探究达成
如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小．请探究：(1)小铁球是处于失重状态还是超重状态？(2)小铁球是上升过程还是下降过程？(3)若小球的质量是500克，在计算重力时，应注意什么？提示：(1)弹簧伸长量减小，拉力减小，小于重力，是失重状态．(2)失重时加速度向下，不能确定是向上还是向下运动．(3)将质量的单位换成千克．
考点1 失重和超重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．(2)视重：当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0)，物体对弹簧秤的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重．
2．超重与失重的分析比较
3．定量分析超重、失重问题的思路超重、失重问题本质上就是牛顿第二定律的应用问题，解题时仍应抓住加速度这个关键量，具体方法是：(1)确定研究对象．(2)分析物体受力情况和加速度的大小、方向．(3)根据牛顿第二定律列式求解．
【典例1】 (多选)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是( )A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下
思路点拨：根据力大于或小于重力判定出超重还是失重，进而判定出加速度的方向．是上升还是下降要根据题中提示来判定．BD [由图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知加速度方向竖直向上，且逐渐增大，故电梯加速度方向竖直向上，且在变化，A错误；由图线L可知支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上，B正确；由图线M可知支持力等于重力，电梯可能处于静止，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；由图线N可知支持力的大小先大于mg，再小于mg，根据牛顿第二定律知加速度的方向先向上再向下，D正确．故选B、D.]
规律方法 判断超重、失重状态的方法(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态．(3)从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态．
[一题多变]根据上题图，试说明图线L和图线M对应的运动状况．[解析] 由图线L可知，a＝g竖直向上，物体可能是向上加速运动，也可能是向下减速运动．由图线M可知，F＝mg，a＝0，物体可能静止也可能是匀速直线运动．[答案] 见解析
[跟进训练]1．学校秋季运动会上，王辉同学跳高以背越式成功跳过了1.90 m，如图所示，则下列说法正确的是( )A．王辉起跳时地面对他的支持力等于他的重力B．起跳以后在上升过程中处于超重状态C．起跳以后在下降过程中处于失重状态D．起跳以后在下降过程中重力消失了C [起跳时做向上的加速运动，加速度向上，所以地面对他的支持力大于他的重力，选项A错误；起跳以后，只受重力作用，加速度一直保持竖直向下，所以一直处于失重状态，选项C正确，B、D错误．]
2．(2022·广东珠海高一期末)某兴趣小组为研究超重与失重现象，在电梯中放置一台体重计，一个质量为53 kg的学生站在体重计上，在电梯运动过程中，体重计示数如图所示，则下列说法中正确的是( )A．该学生处于超重状态 B．该学生处于失重状态C．电梯一定向下运动 D．电梯可能做匀速直线运动
A [由题图的体重计示数大于该学生的体重可知，该学生处于超重状态，A正确，B错误； 当该学生处于超重状态时，电梯是处于加速向上运动，或减速向下运动，C错误；当该学生处于超重状态时，电梯不可能做匀速直线运动，D错误．故选A.]
考点2 力学单位制1．对单位制的理解 单位制包括国际单位制和常用单位制．(1)国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本物理量．(2)国际单位制包括力学单位制和其他单位制；力学单位制中包括基本单位和导出单位．①基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.
2．单位制在计算中的应用(1)单位制可以简化计算过程计算时，首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便．
(2)单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．(3)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较．
【典例2】 一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍．列车由静止开始做匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？此过程中前进了多远距离？(g取10 m/s2)思路点拨：把各单位都统一到国际单位制中，再由牛顿第二定律得加速度，由运动学公式得位移．
[答案] 200 s 5 km
规律方法 单位制应用中的两点提醒(1)应用物理公式解题时，要把各物理量的单位统一到同一单位制，一般统一为国际单位制．(2)物理公式中，有些比例系数有单位，例如公式F＝kx中的k，有些比例系数无单位，例如公式Ff＝μFN中的μ.
[跟进训练]3．(多选)关于国际单位制，下列说法正确的是( )A．国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制B．各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制 C．国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位D．国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、时间[答案] ABC
学习效果·随堂评估自测
1．下列有关力学单位制的说法中正确的是( )A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单位，不能采用其他单位B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量、速度C．力学单位制中，国际单位制的基本单位有g、m、sD．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达[答案] D
2．(2022·广州学业水平考试检测)小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是( )A BC D
C [体重计的读数为小芳所受的支持力大小，下蹲过程小芳的速度从0开始最后又回到0，因此小芳先加速运动后减速运动，加速度方向先向下后向上，即先失重后超重，所以支持力先小于重力，后大于重力．故选C.]
3．(新情境题：以“机器人攀登”为背景，考查起重和失重)日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果．如图所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登．关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是( )A．当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B．当机器人减速上升时，机器人处于超重状态C．当机器人减速下降时，机器人处于失重状态D．机器人加速下降过程中(a
4．一个质量是60 kg的甲同学站在升降机的地板上，看到一个质量是50 kg的站在台秤上的乙同学，他们一起运动时，台秤示数为400 N.问题：求此时甲同学对升降机地板的压力．(g取10 m/s2)
[解析] 以乙同学为研究对象，受力分析如图所示，选取向上的方向为正方向，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma
再以甲同学为研究对象，他受到向下的重力m甲g和地板的支持力FN′，由牛顿第二定律得：FN′－m甲g＝m甲aFN′＝m甲a＋m甲g＝60×(10－2)N＝480 N由牛顿第三定律可知，甲对升降机地板的压力大小为480 N，方向竖直向下．[答案] 480 N，方向竖直向下
必备知识·自主预习储备
知识点一 失重和超重1．失重和超重(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的情况称为超重现象．(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的情况称为失重现象．
2．失重和超重的解释(1)电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压力____人的重力．(2)当电梯加速下降时，人的加速度方向____，根据牛顿第二定律可以得出：G－FN＝___，即FN＝______，此时人对电梯的压力____人的重力，人处于____状态．(3)当电梯加速上升时，人的加速度方向____，根据牛顿第二定律可以得出：______＝___，即FN＝______，此时人对电梯的压力____人的重力，人处于____状态．
3．完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为__，这种情况是失重现象中的极限，称为________现象．例如：自由落体运动．提醒 失重和超重只是一种现象，重力并没有变化．
体验 1．(1)物体处于超重状态时，是其重力增加了．( )(2)物体不论是失重还是超重，都是测量值与重力大小关系的比较结果，而重力大小没有变化．( )(3)物体处于完全失重状态时，其重力为零．( )(4)物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了．( )[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
知识点二 力学单位1．单位制的意义(1)单位制是由________和________所组成的一系列完整的单位体制．(2)基本单位是可以____选定的，导出单位则是由_____________________确定的．
2．国际单位制中的力学单位(1)国际单位制由7个________、2个________和19个具有专门名称的________组成．(2)在国际单位制中，与力学有关的基本单位有三个：长度单位——_______、质量单位——__________和时间单位——_______．其他与力学有关的物理量单位，都可以由这三个基本单位____．提醒 在计算题中，要使用同一个单位制中的单位．
体验 2．(1)一个物理量的单位若由两个或两个以上的基本单位的符号表示，则这个物理量的单位一定是导出单位．( )(2)一般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，同时也确定了单位关系．( )(3)凡是用比值定义法得到的物理量，其单位都是导出单位．( )(4)空气对运动物体的阻力正比于其速度，即f＝kv，其中k没有单位．( )[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
关键能力·情境探究达成
如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小．请探究：(1)小铁球是处于失重状态还是超重状态？(2)小铁球是上升过程还是下降过程？(3)若小球的质量是500克，在计算重力时，应注意什么？提示：(1)弹簧伸长量减小，拉力减小，小于重力，是失重状态．(2)失重时加速度向下，不能确定是向上还是向下运动．(3)将质量的单位换成千克．
考点1 失重和超重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．(2)视重：当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0)，物体对弹簧秤的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重．
2．超重与失重的分析比较
3．定量分析超重、失重问题的思路超重、失重问题本质上就是牛顿第二定律的应用问题，解题时仍应抓住加速度这个关键量，具体方法是：(1)确定研究对象．(2)分析物体受力情况和加速度的大小、方向．(3)根据牛顿第二定律列式求解．
【典例1】 (多选)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是( )A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下
思路点拨：根据力大于或小于重力判定出超重还是失重，进而判定出加速度的方向．是上升还是下降要根据题中提示来判定．BD [由图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知加速度方向竖直向上，且逐渐增大，故电梯加速度方向竖直向上，且在变化，A错误；由图线L可知支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上，B正确；由图线M可知支持力等于重力，电梯可能处于静止，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；由图线N可知支持力的大小先大于mg，再小于mg，根据牛顿第二定律知加速度的方向先向上再向下，D正确．故选B、D.]
规律方法 判断超重、失重状态的方法(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态．(3)从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态．
[一题多变]根据上题图，试说明图线L和图线M对应的运动状况．[解析] 由图线L可知，a＝g竖直向上，物体可能是向上加速运动，也可能是向下减速运动．由图线M可知，F＝mg，a＝0，物体可能静止也可能是匀速直线运动．[答案] 见解析
[跟进训练]1．学校秋季运动会上，王辉同学跳高以背越式成功跳过了1.90 m，如图所示，则下列说法正确的是( )A．王辉起跳时地面对他的支持力等于他的重力B．起跳以后在上升过程中处于超重状态C．起跳以后在下降过程中处于失重状态D．起跳以后在下降过程中重力消失了C [起跳时做向上的加速运动，加速度向上，所以地面对他的支持力大于他的重力，选项A错误；起跳以后，只受重力作用，加速度一直保持竖直向下，所以一直处于失重状态，选项C正确，B、D错误．]
2．(2022·广东珠海高一期末)某兴趣小组为研究超重与失重现象，在电梯中放置一台体重计，一个质量为53 kg的学生站在体重计上，在电梯运动过程中，体重计示数如图所示，则下列说法中正确的是( )A．该学生处于超重状态 B．该学生处于失重状态C．电梯一定向下运动 D．电梯可能做匀速直线运动
A [由题图的体重计示数大于该学生的体重可知，该学生处于超重状态，A正确，B错误； 当该学生处于超重状态时，电梯是处于加速向上运动，或减速向下运动，C错误；当该学生处于超重状态时，电梯不可能做匀速直线运动，D错误．故选A.]
考点2 力学单位制1．对单位制的理解 单位制包括国际单位制和常用单位制．(1)国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本物理量．(2)国际单位制包括力学单位制和其他单位制；力学单位制中包括基本单位和导出单位．①基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.
2．单位制在计算中的应用(1)单位制可以简化计算过程计算时，首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便．
(2)单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．(3)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较．
【典例2】 一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍．列车由静止开始做匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？此过程中前进了多远距离？(g取10 m/s2)思路点拨：把各单位都统一到国际单位制中，再由牛顿第二定律得加速度，由运动学公式得位移．
[答案] 200 s 5 km
规律方法 单位制应用中的两点提醒(1)应用物理公式解题时，要把各物理量的单位统一到同一单位制，一般统一为国际单位制．(2)物理公式中，有些比例系数有单位，例如公式F＝kx中的k，有些比例系数无单位，例如公式Ff＝μFN中的μ.
[跟进训练]3．(多选)关于国际单位制，下列说法正确的是( )A．国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制B．各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制 C．国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位D．国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、时间[答案] ABC
学习效果·随堂评估自测
1．下列有关力学单位制的说法中正确的是( )A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单位，不能采用其他单位B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量、速度C．力学单位制中，国际单位制的基本单位有g、m、sD．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达[答案] D
2．(2022·广州学业水平考试检测)小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是( )A BC D
C [体重计的读数为小芳所受的支持力大小，下蹲过程小芳的速度从0开始最后又回到0，因此小芳先加速运动后减速运动，加速度方向先向下后向上，即先失重后超重，所以支持力先小于重力，后大于重力．故选C.]
3．(新情境题：以“机器人攀登”为背景，考查起重和失重)日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果．如图所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登．关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是( )A．当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B．当机器人减速上升时，机器人处于超重状态C．当机器人减速下降时，机器人处于失重状态D．机器人加速下降过程中(a
4．一个质量是60 kg的甲同学站在升降机的地板上，看到一个质量是50 kg的站在台秤上的乙同学，他们一起运动时，台秤示数为400 N.问题：求此时甲同学对升降机地板的压力．(g取10 m/s2)
[解析] 以乙同学为研究对象，受力分析如图所示，选取向上的方向为正方向，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma
再以甲同学为研究对象，他受到向下的重力m甲g和地板的支持力FN′，由牛顿第二定律得：FN′－m甲g＝m甲aFN′＝m甲a＋m甲g＝60×(10－2)N＝480 N由牛顿第三定律可知，甲对升降机地板的压力大小为480 N，方向竖直向下．[答案] 480 N，方向竖直向下
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