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 一、重力的测量 方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg。 物体的重力 G＝mg 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态，根据力的平衡条件可得重力等于测力计的示数，即G＝F。 根据牛顿第三定律：F=F’ 根据平衡条件：F’=G 所以重力等于测力计的示数，即G=F 如果不是静止会怎样？ 重力的测量 视重 实重 下蹲过程： 加速下降 减速下降 静止 2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）小于物体所受重力现象 1. 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）大于物体所受重力现象 FN > mg 即：视重>实重 FN < mg 即：视重<实重 二、超重与失重 问题：如何判断物体处于超重还是失重？ 实验探究 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 超重 超重 失重 失重 等重 等重 a=0 a=0 结论： a为0时，没有超失重 a方向向上时，超重； a方向向下时，失重 加速上升 减速上升 匀速上升 加速下降 匀速下降 减速下降 速度方向 电梯运动情况 加速度方向 现象 （超重或失重） 竖直向下 竖直向上 竖直向下 竖直向上 ? 1. 与运动的方向有关吗？ 2. 与加速还是减速有关吗？ 3. 超重和失重到底由哪个 因素决定呢？ 二、超重与失重—实验探究 根据牛顿第二定律: F-G=ma 所以F=G+ma > G a G F 由牛顿第三定律可知： 物体对弹簧秤的拉力F′ = F > G 总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。 F mg F′ a 弹簧秤和重物有向上的加速度α时 二、超重与失重—理论分析 a F G G F a 弹簧秤和重物有向下的加速度α时 G - F = ma 所以：F = G - ma < G 由牛顿第三定律可知： 物体对弹簧秤的拉力F′ = F <G 总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。 二、超重与失重—理论分析 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 思考：当人相对地面向下加速运动且加速度为g时，人受到的支持力为多少？ 以人为研究对象受力分析 人加速度向下，合力向下，此时取向下为正，根据牛顿第二定律有：mg-FN=ma FN=mg-ma a=g时，FN=0 如果人在加速下降的过程中加速度a＝g，那么，体重计的示数为 0。这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态。 三、超重与失重—完全失重 特有现象：一切与重力有关的现象将会消失，如天平不能使用 超重与失重 1.（多选）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示数为G=mg。下列说法正确的是（ ） A.当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯匀速下降时，弹簧测力计的示数减小。 B.只有电梯加速上升时，弹簧测力计的示数才会增大，只有电梯加速下降时，弹簧测力计的示数才会减小。 C.不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向上，弹簧测力计的示数一定增大。 D.不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向下，弹簧测力计的示数一定减小。 CD 课堂练习 超重与失重 2.一个质量为60kg的人乘电梯下楼。快到此人要到达的楼层时，电梯以0.25m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。 课堂练习 超重与失重 3.（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P点自由下落，图中a点时弹性绳的原长的位置，c是人所达到的最低点，b是最终停止运动时静止的位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中（ ） A.在a点时，人的速度最大 B.在ab段，人的加速度减小 C.在bc段，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态 D.在c点，人的速度为零，处于平衡状态 BC 课堂练习 知识小结 一、超重现象的理解 二、失重现象的理解 三、完全失重现象的理解 研究对象受到竖直向上的力（支持力、拉力等）等于零或加速度等于g时，研究对象处于失重状态。 研究对象受到竖直向上的力（支持力、拉力等）大于重力或加速度向上时，研究对象处