4.6 超重和失重 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.6超重和失重 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？ 思考： 方法一:先测量物体做自由落体运动的_________再用________测量物体的质量,利用牛顿第二定律得________。 方法二:利用力的___________对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上,使它处于________状态,这时测力计的示数反映了物体所受的重力的大小。 一、重力的测量 阅读课本101“重力的测量”并填空 加速度g 天平 G=mg 平衡条件 静止 二、超重和失重 探究活动1 观看电梯运动小视频，并比较： 在电梯静止、加速上升、减速上升三个阶段中，台秤示数哪个阶段示数最大？哪个最小？为什么？ 人在体重计上迅速蹲下的过程中,体重计的示数先减小后增大 人在体重计上迅速站起的过程中,体重计的示数先增大后减小 这个示数的变化,不是人质量的变化,也不是人重力的变化,而是人对体重计的压力的变化。 我们把体重计的示数FN称为视重，人的重力mg称为实重。 人在台秤上静止时，FN=mg即：视重=实重 人在台秤上加速或减速运动时，FN≠mg，即：视重≠实重 具体分析如下： 探究活动2：探究视重和实重 取竖直向下方向为坐标轴正方向，如图： 根据牛顿第二定律，有 mg－FN＝ma FN＝m（g－a）<mg 即视重<实重，称为失重现象。 （1）人加速向下 mg FN a v （2）人减速向下 如图所示：加速度方向与运动方向相反，有 mg－FN＝－ma FN＝m（g＋a）>mg 此时，视重>重力,称为超重现象。 mg FN a v 1.超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 2.失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 3.实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态 . (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. 大于 向上 小于 向下 二、超重和失重 无关 完全失重视频 完全没有作用力 g 4.完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物) 的现象称为完全失重现象。 (2)条件：物体的加速度a＝__，方向竖直向下. (3)绕地球做匀圆运动的航天器及其内一切物体均处于 ，此时一切与重力有关的仪器均无法正常使用。如：天平、水银气压计。 完全失重状态 5.对超重和失重的理解 （1）“上超下失”：无论速度方向如何，只要加速度向上即为超重，加速度向下即为失重。 拓展：只要加速度有竖直向上分量就为超重，有竖直向下分量就为失重。 （2）实质：无论超重还是失重，物体本身重力并未发生变化，只是物体受到的竖直方向的弹力即视重变得比重力大了、小了或为零了。 （3）常见的超重：加速上升、减速下降 常见的失重：加速下降、减速上升 (1)失重时物体的重力小于mg。（ ） (2)超重就是物体的重力变大的现象。（ ） (3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。（ ） (4)减速上升的升降机内的物体,其对底板的压力大于重力。（ ） (5)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。（ ） (6)物体处于超重或失重状态,由物体加速度的方向决定,与速度方向无关。（ ） √ ✕ ✕ ✕ ✕ ✕ 判断正误 超重和失重的判断方法 (1)从力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)即视重大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态. (2)从加速度角度判断（上超下失） 当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态. 针对训练 1、下列说法正确的是（　　） A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态； B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态； C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态； D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态。 B 2、在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是（ ） A.水银气压计 B.体重计 C.打点计时器 D.天平 C 4.如图所