4.6超重与失重 课件-2023-2024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 大家一起来体验 插有图钉的硬橡皮帽戴在充气的气球上，右手托住气球。 1.手保持静止 2.第1、2组：手迅速加速上移 第3、4组：手迅速加速下移 1.保持静止时，橡皮帽受几个力？大小关系？ 问题与讨论 一.课堂引入 操作 2.加速上移或加速下移时，你看到什么现象?橡皮帽受力大小发生了什么变化？ 老师告诉大家 在加速上升，或加速下降时，称出来的值就不再等于重力。 这种现象，在物理学上就叫超重或失重现象。 用托盘秤称橡皮帽 用弹簧秤称重锤 二.概念建构 问题: 人站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？ 运动分析： 受力分析： 理论探究 深化认知 说一说：人下蹲过程中经历了哪些运动的阶段？ 加速、减速、静止。 人受重力G和支持力FN。 ①加速阶段： a FN G v F合 由牛顿第二定律，得： 解得： 根据牛顿第三定律知，人对体重计的压力： 即： 视重<实重 物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。 特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。 人受重力G和支持力FN。 问题: 人站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？ 运动分析： 受力分析： 三.理论探究 深化认知 加速、减速、静止。 ②减速阶段： a FN G v F合 由牛顿第二定律，得： 解得： 根据牛顿第三定律知，人对体重计的压力： 即： 视重>实重 物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。 特征：物体加速度向上，视重变大，实重不变。 四.超重失重的条件 a G G G G F F F F a a a V V V V 减速上升 F<G 失重 加速下降 F<G 失重 减速下降 F>G 超重 加速上升 F>G 超重 物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态；物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态，与运动状态无关。 课堂例题 例题： 设某人的质量为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。此时人处于超重状态还是失重状态？人的重力变了吗？ 解： 设竖直向上为正方向。人受重力和支持力，如图所示。根据牛顿第二定律，有 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力大小FN’=FN=603N,方向竖直向下。此时人处于超重状态，视重变大，重力不变。 解得: 假设支持力为FN，根据牛顿第二定律，有： 解得： 所以压力大小：FN’=0 理论探究 深化认知 同理：如果电梯加速下降（或减速上升），FN<G，人对电梯的压力将小于人的重力，出现失重现象。 想一想： 如果人在加速下降的过程中加速度a=g。那么，人对电梯的压力是多少呢？ 像这样，物体对支持物（或悬挂物）作用力为0的现象，叫做完全失重状态。 条件：具有竖直向下大小为g的加速度。 用力传感器挂上一重物，快速上提，静止后再快速下放，结合计算机采集的数据图线分析重物运动过程中的超重和失重？ 理论探究 深化认知 理论探究，深化认知 3 五.学以致用 ．小明在地面上用台秤称得其质量为50kg，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，g取10 m/s2.问： （1）0-2s内是失重还是超重？ （2）2-10s内又是怎样？ （3）10-11s内呢？ 拓展：自由下落的水瓶 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象。 六.课堂小结： 超重和失重 上超下失 ①只与物体的加速度方向有关，而与物体的速度方向无关。 ②物体所受的重力不变，只是对物体的拉力F拉或压力F压改变。 2.判别条件： 注意： 1.定义： 3.原因： 牛顿第二定律 力与状态的关系 1.在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是(　　) ①升降机以0.8g的加速度加速上升 ②升降机以0.2g的加速度加速下降 ③升降机以0.2g的加速度减速上升 ④升降机以0.8g的加速度减速下降 A．只有①和②正确 B．只有②和③正确 C．只有③和④正确 D．均不正确 课堂训练 解析　人处于失重状态，其加速度方向竖直向下，可能是加速下降，也可能是减速上升，人从秤上读出自己的体重即为视重F，由牛顿第二定律有mg－F＝ma，故F＝m(g－a)＝(1－20%)mg.解得a＝0.2g.即升降机以0.2g的加速度加速下降或减速上升． 答案　B 课堂训练 2.质量为m的人站在升降机中，如果升降机做加速度大小为a的匀变速直线运动，升降机地板对人的支持力