高中物理牛頓運動定律超重與失重課件教科版必修1課程介紹與目標牛頓運動定律回顧超重現象分析失重現象分析超重與失重實驗設計與操作超重與失重對人類社會的影響總結回顧與拓展延伸contents目錄01課程介紹與目標介紹牛頓三定律的內容、意義和應用，包括慣性、力、加速度等基本概念。牛頓運動定律闡述超重和失重的概念、產生原因和現象，以及它們在日常生活和工業生產中的應用。超重與失重探討動力學的基本原理和方法，包括動量、沖量、功和能等概念，以及它們在解決物理問題中的應用。動力學基礎教科版必修1內容簡介當物體具有向上的加速度時，物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現象。超重失重完全失重當物體具有向下的加速度時，物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現象。當物體向下的加速度等于重力加速度時，物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）等于零的現象。030201超重與失重概念引入

課程目標及要求知識與技能掌握牛頓運動定律的基本內容和方法，理解超重和失重的概念、產生原因和現象，能夠運用動力學的基本原理和方法解決物理問題。過程與方法通過觀察、實驗和探究等學習活動，培養學生的實驗能力、觀察能力和分析解決問題的能力。情感態度與價值觀培養學生對物理學的興趣和熱情，提高學生的科學素養和創新能力，培養學生的團隊協作精神和實踐能力。02牛頓運動定律回顧慣性概念物體保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，叫做慣性。慣性是物體的一種固有屬性，一切物體都具有慣性。定律內容一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。慣性大小質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大的物體，慣性越大。牛頓第一定律（慣性定律）數學表達式F=ma（F為物體受到的合外力，m為物體的質量，a為物體的加速度）。適用范圍宏觀低速運動的物體。定律內容物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。牛頓第二定律（加速度定律）03應用舉例人走路時腳受到的地面給的摩擦力（作用力）與人給地面的摩擦力（反作用力）是一對作用力與反作用力。01定律內容兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，作用在相互作用的兩個物體上，大小相等，方向相反。02作用力與反作用力的特點同時產生、同時消失、性質相同、作用在同一直線上但方向相反。牛頓第三定律（作用與反作用定律）03超重現象分析超重定義物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現象。產生條件物體具有向上的加速度。超重定義及產生條件電梯啟動時，具有向上的加速度，此時人處于超重狀態。隨著電梯勻速上升，加速度為零，人恢復正常體重。電梯上升過程火箭發射時，具有向上的巨大加速度，宇航員處于超重狀態。隨著火箭進入軌道，加速度減小為零，宇航員恢復正常體重。火箭發射過程超重實例解析電梯在上升過程中需要考慮到超重現象，因此設計時會增加電梯的承載能力和穩定性，以確保乘客安全。電梯安全設計一些運動員在訓練時會利用超重現象來增強肌肉力量和耐力。例如，舉重運動員在舉起杠鈴時，會經歷短暫的超重狀態。運動員訓練在航空航天領域，超重現象對于飛行器的設計和發射至關重要。工程師需要精確計算和控制飛行器的加速度和載荷，以確保其穩定性和安全性。航空航天領域超重現象在日常生活中的應用04失重現象分析物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現象。物體具有向下的加速度，且加速度大小小于重力加速度g。失重定義及產生條件產生條件失重定義當電梯以小于g的加速度下降時，電梯內的人處于失重狀態，會感覺身體變輕。電梯下降過程飛機以小于g的加速度向下俯沖時，飛行員和乘客會體驗到失重的感覺。飛機俯沖過程當物體被拋出后，由于只受重力作用，加速度為g，因此物體處于完全失重狀態。拋體運動失重實例解析在太空中，由于微重力環境的影響，宇航員可以輕松地移動和進行太空行走。太空行走在太空中建設空間站需要利用失重環境，以便宇航員能夠輕松地搬運和組裝大型構件。空間站建設失重環境為科學家提供了獨特的實驗條件，例如研究物質在失重條件下的物理和化學性質變化。太空實驗失重現象在太空探索中的應用05超重與失重實驗設計與操作通過實驗操作，觀察物體在超重和失重狀態下的運動情況，加深對超重和失重現象的理解。探究超重與失重現象通過實驗數據記錄和處理，驗證牛頓第二定律在超重和失重狀態下的適用性。驗證牛頓運動定律實驗目的和原理實驗器材彈簧測力計、電子秤、滑輪、細繩、鉤碼、鐵架臺等。1.搭建實驗裝置將彈簧測力計固定在鐵架臺上，滑輪掛在彈簧測力計下方，細繩一端繞過滑輪，另一端掛上鉤碼。2.進行實驗操作先讓鉤碼靜止在空中，記錄彈簧測力計的示數；然后突然向上拉動細繩，使鉤碼加速上升，觀察并記錄彈簧測力計的示數變化；接著讓鉤碼減速上升，再次觀察并記錄彈簧測力計的示數變化。3.重復實驗改變鉤碼的質量或拉動細繩的力，重復進行多次實驗，以獲得更準確的實驗數據。01020304實驗器材和步驟數據記錄在實驗過程中，需要記錄靜止時、加速上升時和減速上升時彈簧測力計的示數，以及鉤碼的質量和拉動細繩的力等實驗數據。數據處理根據實驗數據，可以計算出鉤碼在超重和失重狀態下的加速度，進而驗證牛頓第二定律的適用性。同時，還可以通過比較不同實驗條件下的數據，探究超重與失重現象的影響因素和規律。數據記錄和處理方法06超重與失重對人類社會的影響骨骼和肌肉長期失重環境會導致骨骼密度降低、肌肉萎縮，增加骨折和肌肉損傷的風險。心血管系統超重和肥胖會增加心臟負擔，導致高血壓、冠心病等心血管疾病。代謝和免疫系統失重環境會影響人體代謝和免疫系統的正常功能，增加感染疾病的風險。對人體健康的影響高速列車高速列車的運行會受到超重和失重的影響，需要采取特殊措施確保乘客的舒適和安全。汽車駕駛超重和肥胖會影響駕駛員的反應速度和操作靈活性，增加交通事故的風險。航空航天超重和失重是航空航天領域的重要問題，影響飛行器的設計和性能。對交通運輸的影響123建筑物需要承受自身重量以及使用荷載、風荷載、地震荷載等外部作用，超重會增加建筑物的荷載，對結構安全造成威脅。建筑荷載地基基礎需要承受建筑物的全部荷載，并將其傳遞到地基中，超重會增加地基基礎的負擔，可能導致地基沉降或破壞。地基基礎建筑物的結構穩定性是保證其安全使用的關鍵因素之一，超重會對結構穩定性產生不利影響，可能導致結構變形或倒塌。結構穩定性對建筑物結構的影響07總結回顧與拓展延伸超重和失重的定義01超重指物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現象；失重指物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現象。超重和失重的條件02當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態；當物體具有向下的加速度時，物體處于失重狀態。牛頓運動定律在超重和失重中的應用03通過牛頓第二定律分析物體的受力情況，進而判斷物體處于超重還是失重狀態。關鍵知識點總結分析物體的受力情況在解題時，首先要分析物體的受力情況，特別是要注意分析物體受到的彈力（或拉力）與重力之間的關系。判斷物體的加速度方向根據物體的受力情況，判斷物體的加速度方向，從而確定物體處于超重還是失重狀態。應用牛頓運動定律運用牛頓第二定律列方程求解，注意正確選擇研究對象和過程，并靈活選擇坐標系。解題技巧和方法歸納在航天發射和太空飛行中，超重和失重現象對宇航員的身體狀況和航天器的設計都有重要影響。目前，科學家們正在研究如何減輕超重和失重對宇航員身體的不良影響，以及如何利用這些現象為航天