4.6 超重与失重—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件

人教版 必修一 4.6 超重与失重 课前导入 　　滑板表演 　　图所示为一只猫的精彩滑板表演：在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变． 　　 　 　　你看了猫的精彩表演后，你能分析其中的物理原理吗？若已知木板的质量是猫质量的2倍，你能算出猫必须使木板沿斜面以多大的加速度下滑，才能使自己不下滑吗？ 知识导图 超重与失重 一、物体的平衡及平衡条件 　　1．对共点力作用下物体的平衡的理解 　　(1)两种平衡情形 　　①静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态． 　　②动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态． 　　(2)“静止”和“v＝0”的区别与联系 　v＝0 超重与失重 　二、对牛顿第一定律的理解 　　1．牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因． 　　2．揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性． 　　3．牛顿第一定律是由“理想实验”加以“科学推理”得到的．所谓“理想实验”就是在实际实验的基础上，根据实验现象，抓住问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素，在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方法． 超重与失重 　　2．对共点力作用下物体平衡条件的理解 　　(1)共点力作用下物体的平衡条件可有两种表达式： 　　①F合＝0，② ，其中Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力． 　　(2)由平衡条件得出的结论 　　①物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向，是一对平衡力． 　　②物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向． ③物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余(N－1)个力的合力一定等大反向． ④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零． 超重与失重 二、视重、失重与超重 　　1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于秤所受的拉力或压力． 　 2．视重、失重和超重的关系 超重与失重 3.“超重”与“失重”的本质 　　(1)超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变，改变量为ma，a为物体竖直方向的加速度． 　　(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也可以是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体就处于超重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下．同理，物体处于失重状态时，物体的加速度向下，物体既可以做向下的加速运动，也可以做向上的减速运动． 　　(3)无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化． 例1　物体在共点力作用下，下列说法正确的是(　　) 　　A．物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态 　　B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 　　C．物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态 　　D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态 解析　本题考查对于平衡状态的判断，处于平衡状态的物体，从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合外力为零．速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A错；物体相对于另一物体静止时，该物体相对地面不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B错；选项C符合平衡条件的判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，选项D错． 　　答案　C 例2　如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球处于静止状态．则该力可能为图中的(　　) 　　 　　A．F1　　　B．F2　　　C．F3　　　D．F4 解析　根据平衡条件分析B的受力可知AB绳的拉力情况，从而确定A球的受力情况，根据平衡条件判断出作用在A球上的外力F的可能范围． 　　因为BO处于竖直方向，所以B只受重力和竖直绳OB的拉力，绳AB没有力的作用，故而可知A球只受三个力的作用：重力，绳OA的拉力、外力．根据平衡条件，A所受合外力为零，即绳OA的拉力与重力的合力一定与第三个力是一对平衡力．绳OA拉力大小不确定，所以其与重力的合力可能范围在两力的夹角内，那么外力的范围是该角的对顶角，综上选项B、C正确． 　　答案　BC 例3　悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为m的物体，电梯静止时弹簧测力计的