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 新知导入 方法一:（牛顿第二定律） 先测量物体做自由落体运动的_________,再用________测量物体的质量m,利用牛顿第二定律得________。 方法二:（二力平衡） 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。 阅读课本109“重力的测量”并填空 加速度g 天平 G=mg 平衡条件 静止 一、重力的测量 静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。 支持力FN 压力FN′ 问题：体重计的读数与物体重力为什么相等？ 支持力FN 重力G 读数 反映 压力 读数 压力 支持力 重力G 二、超重与失重 G F1 视重:测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。例如人站在体重计上时，体重计的示数称为视重。（是可变的） 实重:物体实际的重力大小。（是不变的） 结论:静止或匀速状态下，视重=实重。 什么情况下视重与视重不相等呢？ 二、超重与失重 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？ 超重和失重 02 实验探究超重与失重 正常运行 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体重力的现象。 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体重力的现象。 超重（失重）现象并不是重力变大（变小），而是支持力大于（小于）重力。 实验探究超重与失重 运动状态 运动性质 示数情况 静止 平衡状态 上升 加速上升 匀速上升 减速上升 下降 加速下降 匀速下降 减速下降 加速度方向 / 向上 / 向下 向下 向上 / 示数情况 正常 偏大 正常 偏小 偏小 正常 偏大 结论： 当加速度向上时，物体发生超重现象 超重 超重 失重 失重 当加速度向下时，物体发生失重现象。 超重失重现象与速度方向无关，只有加速度方向有关。 数据分析 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 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。 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 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。 例题分析 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。 例题分析 若人站在升降机里和升降机一起以重力加速度g下降，测力计的示数是多少？ 思考： 分析：以人为研究对象，人受到重力Ｇ和支持力Ｆ作用．根据牛顿第二定律得G - F = ma=mg 由此可得　支持力F＝０ 根据牛顿第三定律，人对地板的压力也是０，测力计的示数是０ 完全失重现象：当物体对支持物（或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态． G F=0 四.完全失重 在盛水的水瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水会不会从小孔流出，这是为什么？ 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。 在航天