4.6 超重和失重 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第6节 超重和失重 第四章 运动和力的关系 他们受重力吗？ 在地面上能完成这个视频的拍摄吗？ 什么条件下才能完成这个拍摄任务？ 视频《失重状态拍摄的MV》 导入新课 交流讨论 什么是重力？ 重力的大小和物体质量的关系是怎样的？ 物体受到的重力与其运动状态有关吗？ 如何正确测量重力大小？ 【回顾】 ① G = mg ；② 利用测力计直接测量 一、重力的测量 交流讨论 如图人在用体重计（单位N）称量体重： 被测人受哪几个力的作用？ 体重计的示数反映的是哪个力的大小？ 什么情况下等于人的重力？ G N 重力G、支持力N 人对体重计的压力 F压 = N 人处于平衡状态，F压 = N = G 一、重力的测量 交流讨论 如图人在用体重计（单位N）称量体重： G N 人站在体重计上向下蹲的过程中， 体重计的示数会变化吗？示数与 人的重力大小一定相等吗？ 向下蹲 —— 加速向下 → 减速向下 人处于非平衡状态，F压 = N ≠ G 一、重力的测量 梳理深化 测量重力常用两种方法： 先测量重力加速度 g，再测量物体质量 m，利用G＝mg 得出重力大小。 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。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。 一、重力的测量 梳理深化 人站在体重计上，体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力大小。 G FN 根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力 FN 大小相等，方向相反。 一、重力的测量 实验探究 电梯开始上升时身体变重， 电梯要停止上升时身体变轻； 电梯开始下降时身体变轻， 电梯要停止下降时身体变重。 【生活经验】 乘坐跳楼机、电梯时身体有 什么感觉？ 二、超重和失重 实验探究 加速向上 —— F＞G，减速向上 —— F＜G 加速向下 —— F＜G，减速向下 —— F＞G 【动手实验】 把物体挂在弹簧测力计下，用手带动弹簧测力计和物体一起上下运动，观察弹簧测力计示数变化并尝试解释示数变化的原因。 二、超重和失重 【观看视频，完成表格】 运动情况 测力计示数与重力关系 静止 F = G 向上加速 向上匀速 向上减速 向下加速 向下匀速 向下减速 F＞G F = G F＜G F＜G F = G F＞G 二、超重和失重 运动情况 测力计示数与重力关系 静止 F = G 向上加速 向上匀速 向上减速 向下加速 向下匀速 向下减速 F＞G F = G F＜G F＜G F = G F＞G 速度方向 加速度方向 向上 向上 向上 向下 向下 向下 无 向上 无 向下 向下 无 向上 无 【观看视频，完成表格】 测力计示数与重力的关系与______方向有关。 加速度 二、超重和失重 交流讨论 什么情况下，测力计的示数 F = G ？ 什么情况下 F > G ？物体的重力变化了吗？如果重力没变，说出变化的力，并根据牛顿第二定律分析其中的原因。 什么情况下 F＜G ？物体的重力变化了吗？如果重力没变，说出变化的力，并根据牛顿第二定律分析其中的原因。 根据牛顿第二定律推导：什么情况下 F = 0 ？ 二、超重和失重 G = mg F′ = F 重力 G = mg 始终不变 以竖直向下为正方向 由牛顿第三定律、牛顿第二定律得 mg－F = ma 当 F＞mg 时，解得 a＜0，加速度方向竖直向上； 当 F＜mg 时，解得 a＞0，加速度方向竖直向下； 当 F = 0 时，解得 a = g，加速度方向竖直向下。 二、超重和失重 梳理深化 1．超重现象： 定义：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，叫作超重（overweight）现象。 产生超重的原因：具有竖直向上的加速度 　　　　　　　　F支－mg＝ma → F压 = F支＝mg＋ma＞mg 产生的条件：具有向上的加速度，与速度大小和方向无关。 运动类型：向上加速运动或者向下减速运动。 二、超重和失重 梳理深化 2．失重现象： 定义：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，叫作失重（weightlessness）现象。 产生失重的原因：具有竖直向下的加速度 　　　　　　　　mg－F支＝ma → F压 = F支＝mg－ma＜mg 产生的条件：具有向下的加速度，与速度大小和方向无关。 运动类型：向下加速运动或者向上减速运动。 二、超重和失重 3．完全失重 定义：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。 产生条件：有竖直向下的加速度，大小等于重力加速度。 运动类型： 不计阻力的自由落体运动、抛体运动；