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

第四章 运动和力的关系 4.6 超重和失重 重力的测量 01 1.先测物体的重力加速度g 2.用天平测物体的质量 3.由牛顿第二定律求重力 测量方法一： G=mg 测量方法二： 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。 这是测量重力最常用的方法。 思考： 1、为什么要处于静止状态时读数？ 2、如果不保持静止状态，会发生什么现象？ 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。 依据：牛顿第三定律 实重:物体实际的重力大小。 结论:静止或匀速状态下，视重=实重。 什么情况下视重大于实重？ 什么情况下视重小于实重？ 1、电梯从一楼由静止开始上升至五楼，再由五楼下降至一楼过程中，经历了哪些运动过程？ 2、各个过程分别是什么样的运动？ 3、在各个过程中体重计的示数情况怎样？ 4、体重计示数变大或变小会与哪个物理量有关？ 运动状态 运动性质 示数情况 加速度方向 静止 平衡状态 正常 上升 下降 超重和失重 02 人加速向上运动的过程中 加速度大小为a 此时，体重计的示数（视重）大于人受到的（实重）重力。 FN －mg = ma FN = m（g + a）> mg 则 超重：物体对支持物的压力对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象，叫作超重（overweight）现象。 特征：物体加速度向上， 视重大于实重。 设竖直向上方向为坐标轴正方向， 设竖直向下方向为坐标轴正方向。 人加速向下运动的过程中(如图)，根据牛顿第二定律，有 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的（实重）重力。 mg － FN = ma FN = m（g－a）< mg 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象，叫作失重（weightlessness）现象。 特征：物体加速度向下，视重小于实重。 类型 v方向 a方向 现象 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 向上 向上 向下 向下 向上 向下 向下 向上 超重 失重 超重 失重 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？ FN = m(g – a) 即：FN =0 由mg –FN= ma得 想一想 完全失重 物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力 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，这就是“完全失重”现象。 F合 = mg - FN=ma 当物体以加速度a=g加速下降或减速上升时： 可以举一些生活中的例子吗？ 解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，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。 想一想：装满水的有孔瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 物体处于超重和失重状态时，物体本身的重力变化了吗？ 想一想 1.超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变。 超重与失重的本质： 2.无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化。即“实重”并没有变化。 如果体重计不是在电梯里，而是在地面上，人站在体重计上，体重计的示数一定等于人所受的重力吗？ 做一做 人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。分析力传感器上的人“下蹲”“站起”两个过程中超重和失重的情况。 【例题】设人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/s2。 解：对人进行受力分析， 根据牛顿第二定律，有FN－mg=ma 故：FN = m(g +a)=60×(9.8+0.25)N=603N 由牛顿第三定律得：FN′ =-FN =-603N 人对电梯的压力大小为603N，方向竖直向下。 v a FN mg 课本例题 火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。 航天器内的物将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘浮在空中，液滴呈球形 利用完全失重制造理想的滚珠 0 注意：在航天飞机中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 无法用天平测量物体的质量 但仍能测量拉力或压力的大小. 航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘器内的物浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”…… 超重和失重现象在