4.6 超重和失重—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件

4.6 超重和失重 第四章 运动和力的关系 晓峰物理 崔晓峰 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？ 情景引入 晓峰物理 崔晓峰 方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。 一、重力的测量 新课教学 晓峰物理 崔晓峰 二、超重和失重 人在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？ 选取人为研究对象。人体受到重力 mg和体重计对人的支持力FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。 v · FN mg a 新课教学 晓峰物理 崔晓峰 二、超重和失重 v · FN mg a 人加速向下运动过程中， 根据牛顿第二定律，有mg－FN = ma 故：FN = m（g - a）<mg 人受到的支持力FN小于人受到的重力mg， 由牛顿第三定律得： 人对体重计的压力FN′小于重力mg。 即体重计的示数所反映的视重(力)小于人所受的重力。 失重: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。 失重 新课教学 晓峰物理 崔晓峰 二、超重和失重 v · FN mg a 人减速向下运动过程中， 根据牛顿第二定律，有 mg－FN =- ma 故：FN = m(g +a)>mg 人受到的支持力FN大于人受到的重力mg，由牛顿第三定律得：压力FN′大于重力mg。 即体重计的示数大于人所受的重力。 超重: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 当人相对于体重计静止不动时，有 FN= mg 新课教学 晓峰物理 崔晓峰 2. 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。 1.视重：人站在体重计上时，体重计的示数称为视重。 3. 超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。 注意：无论是超重还是失重，人本身的重力mg并没有变化。 随堂小结 晓峰物理 崔晓峰 人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。 思考与讨论 晓峰物理 崔晓峰 人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。 下蹲过程 站起过程 结论：人的运动状态对体重计上显示的结果有影响。 结论： 当物体有向上的加速度——超重 当物体有向下的加速度——失重 超重、失重与物体的速度无关，与物体的运动轨迹无关 思考与讨论 晓峰物理 崔晓峰 人相对于体重计不发生运动，体重计上示数就不会变化？ 在电梯地板上放一台体重计，一物体放在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。 加速上升 减速下降 加速下降 减速上升 超重 失重 失重 超重 超重 失重 楼上 楼下 减速向上 加速向上 加速向下 减速向下 结论： 当物体有向上的加速度——超重 当物体有向下的加速度——失重 超重、失重与物体的速度无关，与物体的运动轨迹无关 思考与讨论 晓峰物理 崔晓峰 例题：设人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/s2。 解：对人进行受力分析， 根据牛顿第二定律，有FN－mg=ma 故：FN = m(g +a)=60×(9.8+0.25)N=603N 由牛顿第三定律得：FN′ =-FN =-603N 人对电梯的压力大小为603N，方向竖直向下。 v a FN mg 思考：当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？ 由FN = m(g – a)得：FN =0 完全失重：当加速度 a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。 新课教学 晓峰物理 崔晓峰 三、超重、失重、视重和重力的区别 （1）视重是指物体对支物体的压力（或悬挂物对物体的拉力），是可变的。 （2）物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。（G=mg） 规律 a竖直向上 视重 > 重力 超重状态 a竖直向下 视重 < 重力 失重状态 超重还是失重由a方向决定，与v方向无关 随堂小结 晓峰物理 崔晓峰 火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。 航天器内的物将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘浮