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 生活中的超重和失重现象 你感受过超重和失重吗? 用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？ 处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的大小？ 物体拉弹簧秤的力的大小 根据牛顿第三定律： 弹簧秤的示数在数值上等于物体重力的大小. 一、重力的测量 视重 G F F, 生活中的超重和失重现象 F压 视重 Q：是不是物体的重力发生了变化？ 物体处于平衡状态时，对支持面的压力或对悬挂物的拉力等于物体本身的重力，即视重等于实重。 视重大于实重的现象，称为超重； 视重小于实重的现象，称为失重。 电梯中的超失重 运动过程 a方向 视重变化 物体状态 电梯的运动过程 加速上升 匀速上升 减速上升 加速下降 匀速下降 减速下降 超重状态 失重状态 失重状态 超重状态 不超重不失重 0 0 FN > G FN = G FN > G FN = G FN < G FN < G 不超重不失重 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，即视重<实重，叫作失重现象。 二、超重和失重 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，即视重>实重，叫作超重现象。 总结： 设竖直向下方向为正方向。 人加速向下运动的过程中，根据牛顿第二定律， 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的（实重）重力。 三、超重和失重本质 人减速向下运动的过程中 加速度方向与运动方向相反，有 体重计的示数（视重）大于人受到的（实重）重力。 三、超重和失重本质 原本蹲下静止在体重计上的人，突然站直，在这个过程中，体重计的示数会如何变化呢？ 思考： 由站起突然下蹲 由蹲下突然站起 失重 超重 超重 失重 例题：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 4.6-6 所示。 教材例题 【解析】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。 教材例题 v a FN mg 超重对宇航员的影响 平躺姿势 超重起初 超重达到 倍重力时 超重达到 倍重力时 感到头晕、呕吐 感到呼吸困难 颈骨已不能支持头颅，有折断的危险 升空时，超重可达重力的 倍 9 3 4 教材例题 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。 可以举一些生活中的例子吗？ 四、完全失重 这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。 当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。 瓶中的水会不会流出？ 四、完全失重 完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！ 弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。 无法用天平测量物体的质量 四、完全失重 太空中的超重和失重现象 太空中的超重和失重现象 太空中的超重和失重现象 超重 & 失重（易错概念） 物体处于超重状态时，其所受的的重力增大。 物体向上运动，则超重。 物体斜向上加速运动，则超重。 弹簧测力计和物体一起向上加速，则读数=重力。 已知某物体失重时具有向下的加速度，则物体一定向下加速。 在宇宙飞船中，可以用弹簧测力计测量重力。 在宇宙飞船中，可以用弹簧测力计测量拉力。 ✘ ✔ ✘ ✘ ✘ ✘ ✔ 课堂练习 例、(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中(　　) AB A．在Pa段，人做自由落体运动，处于完全失重状态 B．在ab段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 C．在bc段，绳的拉力小于人的重力，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 一、重力的测量 二、超重和失重 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）