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

4.6 超重和失重 中国航天员太空就餐名场面 在地球表面附近，物体由于地球的吸引而受到重力.如何测得物体重力的大小？ 将待测物体悬挂或放置在 上，使它处于静止状态。这时物体受到的重力的大小 测力计对物体的拉力或支持力的大小。 利用平衡条件对重力进行测量 方法二 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 ，利用牛顿第二定律可得G＝ 。 方法一 利用牛顿第二定律 在方法二中，为什么要使物体处于静止状态，如果物体不处于静止状态会带来什么问题呢 ？ 质量m mg 测力计 等于 重力的测量 人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？ 超重和失重 如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，电梯上升或下降过程中会经过加速、匀速或减速的过程，在加速和减速的过程中，体重计的示数(人对体重计的压力)会发生变化，试分析判断(设加速和减速过程的加速度大小均为a)： (1)电梯上升过程中 ①在图甲中标出向上加速运动阶段速度v，加速度a的方向；对人进行受力分析，求出体重计对人的支持力FN，并比较FN和重力mg之间的关系。 mg FN FN－mg＝ma， 得 FN＝mg＋ma>mg ②在图乙中标出向上减速运动阶段速度v、加速度a的方向，对人进行受力分析，求出体重计对人的支持力FN′，并比较FN′和重力mg之间的关系。 mg FN′ mg－FN′＝ma， 得 FN′＝mg－ma<mg (2)电梯下降过程中，加速下降和减速下降阶段，体重计的示数和人的重力的关系各怎样？ a mg FN v mg－FN＝ma 得 FN＝mg－ma<mg 加速下降 a mg FN v FN－mg＝ma 得 FN＝mg + ma>mg 减速下降 8 (3)总结： ① 时，体重计的示数大于重力 ② 时，体重计的示数小于重力 (4)若电梯自由下落时，人对体重计的压力为 。 加速度方向向上 加速度方向向下 0 9 答案　物体超重、失重与物体的运动方向无关。 判断超重、失重状态的方法 (1)从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。 1.物体是超重还是失重与物体的运动方向有关吗？如何判断物体是超重了还是失重了？ 讨论 答案　将物体竖直向上抛出，斜着抛出，水平抛出时(空气阻力可以忽略)。 2.再列举一些物体处于完全失重的运动过程。 讨论 1.(2023·江苏南京市高二期末)人站在力传感器上完成下蹲动作。如图是计算机采集的力传感器的示数随时间变化的图线。人加速下蹲的时段是 A.a～c过程 B.c～e过程 C.b～d过程 D.d～e过程 √ 练习 2.如图所示是某一电梯运动的v－t图像，选向上为正方向，则__________ 时间内乘客处于超重状态；________时间内处于失重状态。 0～t1、t5～t6 t2～t4 3.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是 A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 √ 14 15 1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、摆钟停止摆动、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平、液体压强计等)。 2.完全失重时重力本身并没有变化。 总结提升 4.(多选)电梯的顶部挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2) A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2，处于 超重状态 B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2，处于 失重状态 C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2，处于失重状态 D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2，处于超重状态 √ √ 练习 17 判断超重和失重的两种方法 (1)从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力或支持力大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于0时处于完