高中物理牛顿运动定律超重与失重课件教科版必修1

高中物理牛顿运动定律超重与失重课件教科版必修1课程介绍与目标牛顿运动定律回顾超重现象分析失重现象分析超重与失重实验设计与操作超重与失重对人类社会的影响总结回顾与拓展延伸contents目录01课程介绍与目标介绍牛顿三定律的内容、意义和应用，包括惯性、力、加速度等基本概念。牛顿运动定律阐述超重和失重的概念、产生原因和现象，以及它们在日常生活和工业生产中的应用。超重与失重探讨动力学的基本原理和方法，包括动量、冲量、功和能等概念，以及它们在解决物理问题中的应用。动力学基础教科版必修1内容简介当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。超重失重完全失重当物体具有向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。当物体向下的加速度等于重力加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象。030201超重与失重概念引入

课程目标及要求知识与技能掌握牛顿运动定律的基本内容和方法，理解超重和失重的概念、产生原因和现象，能够运用动力学的基本原理和方法解决物理问题。过程与方法通过观察、实验和探究等学习活动，培养学生的实验能力、观察能力和分析解决问题的能力。情感态度与价值观培养学生对物理学的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力，培养学生的团队协作精神和实践能力。02牛顿运动定律回顾惯性概念物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性。惯性是物体的一种固有属性，一切物体都具有惯性。定律内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。惯性大小质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大的物体，惯性越大。牛顿第一定律（惯性定律）数学表达式F=ma（F为物体受到的合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度）。适用范围宏观低速运动的物体。定律内容物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。牛顿第二定律（加速度定律）03应用举例人走路时脚受到的地面给的摩擦力（作用力）与人给地面的摩擦力（反作用力）是一对作用力与反作用力。01定律内容两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，作用在相互作用的两个物体上，大小相等，方向相反。02作用力与反作用力的特点同时产生、同时消失、性质相同、作用在同一直线上但方向相反。牛顿第三定律（作用与反作用定律）03超重现象分析超重定义物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。产生条件物体具有向上的加速度。超重定义及产生条件电梯启动时，具有向上的加速度，此时人处于超重状态。随着电梯匀速上升，加速度为零，人恢复正常体重。电梯上升过程火箭发射时，具有向上的巨大加速度，宇航员处于超重状态。随着火箭进入轨道，加速度减小为零，宇航员恢复正常体重。火箭发射过程超重实例解析电梯在上升过程中需要考虑到超重现象，因此设计时会增加电梯的承载能力和稳定性，以确保乘客安全。电梯安全设计一些运动员在训练时会利用超重现象来增强肌肉力量和耐力。例如，举重运动员在举起杠铃时，会经历短暂的超重状态。运动员训练在航空航天领域，超重现象对于飞行器的设计和发射至关重要。工程师需要精确计算和控制飞行器的加速度和载荷，以确保其稳定性和安全性。航空航天领域超重现象在日常生活中的应用04失重现象分析物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。物体具有向下的加速度，且加速度大小小于重力加速度g。失重定义及产生条件产生条件失重定义当电梯以小于g的加速度下降时，电梯内的人处于失重状态，会感觉身体变轻。电梯下降过程飞机以小于g的加速度向下俯冲时，飞行员和乘客会体验到失重的感觉。飞机俯冲过程当物体被抛出后，由于只受重力作用，加速度为g，因此物体处于完全失重状态。抛体运动失重实例解析在太空中，由于微重力环境的影响，宇航员可以轻松地移动和进行太空行走。太空行走在太空中建设空间站需要利用失重环境，以便宇航员能够轻松地搬运和组装大型构件。空间站建设失重环境为科学家提供了独特的实验条件，例如研究物质在失重条件下的物理和化学性质变化。太空实验失重现象在太空探索中的应用05超重与失重实验设计与操作通过实验操作，观察物体在超重和失重状态下的运动情况，加深对超重和失重现象的理解。探究超重与失重现象通过实验数据记录和处理，验证牛顿第二定律在超重和失重状态下的适用性。验证牛顿运动定律实验目的和原理实验器材弹簧测力计、电子秤、滑轮、细绳、钩码、铁架台等。1.搭建实验装置将弹簧测力计固定在铁架台上，滑轮挂在弹簧测力计下方，细绳一端绕过滑轮，另一端挂上钩码。2.进行实验操作先让钩码静止在空中，记录弹簧测力计的示数；然后突然向上拉动细绳，使钩码加速上升，观察并记录弹簧测力计的示数变化；接着让钩码减速上升，再次观察并记录弹簧测力计的示数变化。3.重复实验改变钩码的质量或拉动细绳的力，重复进行多次实验，以获得更准确的实验数据。01020304实验器材和步骤数据记录在实验过程中，需要记录静止时、加速上升时和减速上升时弹簧测力计的示数，以及钩码的质量和拉动细绳的力等实验数据。数据处理根据实验数据，可以计算出钩码在超重和失重状态下的加速度，进而验证牛顿第二定律的适用性。同时，还可以通过比较不同实验条件下的数据，探究超重与失重现象的影响因素和规律。数据记录和处理方法06超重与失重对人类社会的影响骨骼和肌肉长期失重环境会导致骨骼密度降低、肌肉萎缩，增加骨折和肌肉损伤的风险。心血管系统超重和肥胖会增加心脏负担，导致高血压、冠心病等心血管疾病。代谢和免疫系统失重环境会影响人体代谢和免疫系统的正常功能，增加感染疾病的风险。对人体健康的影响高速列车高速列车的运行会受到超重和失重的影响，需要采取特殊措施确保乘客的舒适和安全。汽车驾驶超重和肥胖会影响驾驶员的反应速度和操作灵活性，增加交通事故的风险。航空航天超重和失重是航空航天领域的重要问题，影响飞行器的设计和性能。对交通运输的影响123建筑物需要承受自身重量以及使用荷载、风荷载、地震荷载等外部作用，超重会增加建筑物的荷载，对结构安全造成威胁。建筑荷载地基基础需要承受建筑物的全部荷载，并将其传递到地基中，超重会增加地基基础的负担，可能导致地基沉降或破坏。地基基础建筑物的结构稳定性是保证其安全使用的关键因素之一，超重会对结构稳定性产生不利影响，可能导致结构变形或倒塌。结构稳定性对建筑物结构的影响07总结回顾与拓展延伸超重和失重的定义01超重指物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象；失重指物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。超重和失重的条件02当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态。牛顿运动定律在超重和失重中的应用03通过牛顿第二定律分析物体的受力情况，进而判断物体处于超重还是失重状态。关键知识点总结分析物体的受力情况在解题时，首先要分析物体的受力情况，特别是要注意分析物体受到的弹力（或拉力）与重力之间的关系。判断物体的加速度方向根据物体的受力情况，判断物体的加速度方向，从而确定物体处于超重还是失重状态。应用牛顿运动定律运用牛顿第二定律列方程求解，注意正确选择研究对象和过程，并灵活选择坐标系。解题技巧和方法归纳在航天发射和太空飞行中，超重和失重现象对宇航员的身体状况和航天器的设计都有重要影响。目前，科学家们正在研究如何减轻超重和失重对宇航员身体的不良影响，以及如何利用这些现象为航天