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

用弹簧测力计测量测量物体所受的重力 1为什么要让物体保持静止时读数？ 2 如果不静止会发生什么现象？ 情景引入 示数有时大于重力 示数有时小于重力 什么样的运动状态会出现以上现象？ 示数会发生波动。为什么示数有时大于重力，有时小于重力。而且什么情况下会出现这两种情况。通过本节课对超失重的学习，解决以上问题。 超重 和 失重 1.通过实验，认识超重和失重现象。 2.通过在电梯里观察体重示数发现超重和失重产生的条件，并运用牛顿运动定律分析超重和失重产生的动力学原因 3.了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中超重和失重现象。 学习目标 这是本节课的学习目标。 情景一 站在体重计上向下蹲，观察体重计的示数。 G FN F压 问题1： 体重计的示数反映的是什么？ 测量的是压力。 同时由于牛顿第三定律，也反映支持力的大小。 问题2： 人在下蹲过程中，经历了哪些运动过程？ 向下加速 - 向下减速 - 静止 问题3： 每个运动过程中，用a和v的方向如何？ v v a a 反映的是压力变化。同时由于牛顿第三定律，也反映支持力的变化。 在之后的研究中，我们直接在大脑里使用牛顿第三定律，可直接认为体重计的示数就是支持力大小。 情景一 问题4：向下加速时，体重计的示数和重力的大小有什么关系？ a v 以人为研究对象，选择竖直向下为正方向 由牛顿第二定律得 mg－FN= ma FN mg FN=m（g－a）< mg 体重计的示数变小，小于重力 失重现象：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。 F压 < mg 牛顿第三定律 反映的是压力变化。同时由于牛顿第三定律，也反映支持力的变化。 在之后的研究中，我们直接在大脑里使用牛顿第三定律，可直接认为体重计的示数就是支持力大小。 示数的变化 在失重现象中，描述的是压力和重力的关系，压力和支持力是一对相互作用力，所以分析失重时，要用到牛顿第三定律 情景一 a 以人为研究对象，选择竖直向下为正方向 由牛顿第二定律得 mg－FN= -ma FN=m（g+a）> mg 体重计的示数变大，大于重力 超重现象：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。 问题5：向下减速时，体重计的示数和重力的大小 有什么关系？ F压 > mg 牛顿第三定律 FN mg v 反映的是压力变化。同时由于牛顿第三定律，也反映支持力的变化。 在之后的研究中，我们直接在大脑里使用牛顿第三定律，可直接认为体重计的示数就是支持力大小。 示数的变化 运动状态 速度方向 加速度方向 人的受力情况 压力和重力 超失重 向 下 蹲 向下加速 向下 向下 失重 向下减速 向下 向上 超重 向 上 站 起 情景一 向上加速 FN< mg FN>mg F压 < mg F压 >mg 小组讨论向上站起时的运动和超失重现象，完成下方表格 向上 向上 FN> mg F压 > mg 超重 向上减速 向上 向下 FN< mg F压 < mg 失重 刚才我们运用牛顿第二定律研究了下蹲中，两个运动的动力学过程，学习了超重现象和失重现象。下面，请同学们类比分析向上站起时的运动和超失重现象，完成以上表格。 超重和失重和什么有关？和加速度方向有关，和速度方向无关。（写板书） 大家现在掌握了超重现象和失重现象，就可以解决刚开始时和弹簧测力计有关的问题。大家还记得那个问题吗 1 示数大于重力 2 示数小于重力 什么样的运动状态会出现以下现象？ a a 超重现象 失重现象 掌握了失重现象和超重现象，我们就可以回答情景引入时的问题。 请同学们思考 把体重秤变为用力学传感器，人下蹲时得到传感器示数随时间的变化图像。 a b c d e Q1 重力是多少？示数如何变？ Q2 分析超重和失重，以及对应的运动状态 Q3 尝试画出向上站起时的图像 abc段失重现象，加速度向下，向下加速 cde段超重现象，加速度向上，向下减速 如图所示。横轴表示时间。示数波动的时间是在1s左右，很快。 结合图像，先看第一个问题。很明显是500，中间这个蓝线所表示的位置。分析哪一段是超重，哪一段是失重，以及对应的运动状态。这个图像也可以看作时支持力随时间变化的图像。支持力小于重力，合力方向和重力一致，加速度向下，结合时下蹲过程，所以是向下加速 能否得到加速度大小的变化吗？先看abc段，思考红线到蓝线的距离表示什么 支持力和重力的差，ma d e h g f 向上站起 向下蹲 人站起si用压力传感器得到的图像 如红框在def段，支持力是大于重力，超重，在fgh段，支持力