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 思考： （1）人在下蹲过程中经历的运动状态是怎样的？ （2）体重计示数的变化与人下蹲过程是如何对应的？ 思考： （1）电梯从1楼运行到6楼过程中电梯的运动状态经历了怎样的变化？ （2）弹簧测力计示数的变化有什么样的特点？ 1.体重计的示数反映了人对体重计的压力 问题：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？ 2.人下蹲过程先后经历向下加速，减速和静止三个过程。 →体重计的示数也等于体重计对人的支持力 对此过程的分析： G F支 现象： 人向下加速→示数减小 人向下减速→示数增大 人静止 →示数等于重力 1.人向下加速→示数减小 根据牛顿第二定律：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， 叫作失重现象。 3.人静止 2.人向下减速→示数增大 根据牛顿第二定律：mg － FN = - ma FN = m（g + a）＞ mg mg =FN · FN mg 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， 叫作超重现象。 FN=示重 mg 电梯里的人站在体重计上，那些情况下人处于超重状态？ 那些情况下人处于失重状态？ 超重状态对应FN＞mg →人所受的合力向上 →加速度a向上 超重状态对应FN＜mg →人所受的合力向下 →加速度a向下 只要电梯的加速度向上人就处于超重状态： 言外之意只要电梯的加速度向下人就处于失重状态： 电梯向下加速，向上减速； 电梯向下减速，向上加速； 判断物体处于超重状态还是失重状态，可通过确定物体的加速度方向来进行判断， 加速度向上对应超重，加速度向下对应失重。 【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 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 人坐在电梯里随着电梯向下加速运动： G · FN 根据牛顿第二定律：（a向下） 当a=g时： 完全失重并不是完全失去重力， 而是失去由于重力作用而产生的效果。 A B 例：手托起AB两块砖，开始时AB两块砖之间有压力作用，在手撤去的瞬间AB之间的压力作用会瞬间消失,为什么？ 典例分析 『判一判』 (1)物体向上运动时一定处于超重状态。(　　) (2)物体减速向下运动时处于失重状态。(　　) (3)物体处于失重状态时重力减小了。(　　) (4)超重就是物体的重力变大的现象。(　　) (5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力。(　　) (6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(　　) × 　 × 　 × 　 × 　 √　 √　 【例1】(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确的是(　　) A.电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2 B.电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2 C.电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2 D.电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2 BC 【例2】一质量为m＝40 kg的学生站在电梯内的体重计上．电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s内体重示数F的变化如图所示．取重力加速度g＝10 m/s2，求在这段时间内电梯上升的高度． $$