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 超重与失重 知识回顾 （1）测出当地的重力加速度以及用天平测出质量， 根据： G=mg。 （2）用弹簧测力计（或台秤）测量物体重力。 根据：力的平衡条件。 如何测量重力？ 会不会出现视重与重力不相等的情况呢？ 我们读数时为什么要等其静止（稳定）时才能读数？ 运动状态改变时读数会出现什么情况呢？ 思考讨论： 超重： 失重： 视重＞重力 视重＜重力 物体对悬挂物的拉力 (或对支持物的压力) 大于物体 所受到的重力的现象称为超重。 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 小于物体 所受到的重力的现象称为失重。 一.超重和失重的定义 二、生活中的失重和超重现象 01 由牛顿第三定律： 所以： 对人：二力平衡： 超重、失重 01 （3）向上减速： （1）向上加速： （a向上） 向下减速 （2）向上匀速： （a=0） 向下匀速 （a向下） 向下加速 超重 平衡 失重 减速上升N<G 失重 减速下降N>G 超重 加速下降N<G 失重 加速上升N>G 超重 ：物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态；物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态与运动的方向无关。 m v a m v a m v a m v a G N N G 小结 N G G N 三.超重和失重的条件 例1：设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。 分析 人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如图所示。 解 设竖直向上方向为坐标轴正方向。 根据牛顿第二定律，有 FN－mg＝ma FN ＝m（g ＋ a）＝ 60×（9.8 ＋ 0.25）N ＝ 603 N 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力 FN′为 FN ＝－ FN ＝－ 603 N 人对电梯的压力大小为 603 N，方向竖直向下。 超重、失重 01 思考 当电梯以加速度g向下加速运动时，人对电梯的压力为多大？ 完全失重：物体向下运动加速度为g，对支持物压力（或对悬挂物拉力为0）的状态。 应用1：超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。 应用2：超重对宇航员的影响 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态。 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔…… 应用3：试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水对容器底部无压力,故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。 完全失重 航天器进入轨道无动力飞行时 （在地球引力作用下做匀速圆周运动时）人和物都处于完全失重状态。 完全失重 1、超重：压力（或拉力）大于重力，具有向上的加速度； 失重：压力（或拉力）小于重力，具有向下的加速度。 2、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a， 且a=g=9.8m/s2 3、物体是超重还是失重是由α的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。 α 向上 视重 > 重力 超重现象； α 向下 视重 < 重力 失重现象； α=g 视重 =0 完全失重。 四、小结 1.手托一本书，使它做下述各种情况的运动，那么手对书的作用力最大情况是（ ） A. 向下做匀加速运动 B. 向上做匀减速运动 C. 向左做匀速运动 D. 向下做匀减速运动 D 课堂练习： 2.“蹦极”是一项体育运动。某人(视为质点)身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中(　　) A．在ab段，人处于失重状态 B．在a点，人的速度最大 C．在bc段，人处于失重状态 D．在c点，人的速度为零，加速度也为零 课堂练习： A 3．如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则(　　) A