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

超重和失重 1.了解体重秤和弹簧测力的视重。 2. 掌握超重、失重现象及其本质。 3.能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。 学习目标及重点 课堂引入 Q1:当把课本水平放在手上时，手感知的力或手受到的力是书的重力还是书对手的压力？ FN 课堂引入 Q2:书静止时，书的重力和书对手的压力有什么关系？ 书处于二力平衡，G=FN 由牛顿第三定律，Fn=F压 G=F压，方向相同，作用在两个物体上 FN 通过测量形变量，测定F压的大小，就成了体重称 F压 FN F压 同学们自己感受 视重: 体重计的示数称为视重,反映了物体对支撑物的压力（或对悬挂物的拉力)。 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。 什么情况下视重与实重不相等呢？ G FN F压 视重=FN 200g钩码乘坐电梯从15楼升至18楼，依次观察速度变化和视重变化 从15楼到18楼上升过程中，视重随时间变化图 时间/s 视重g 0 200.0 10 200 13 200 14 222.5 15 222.5 16 223 17 223.5 18 223.5 19.83 217.5 20.6 202 21.8 201.5 22.57 200 23.22 195.5 24.17 184.5 27.4 175 28.6 180.5 29.46 193.2 30.74 194.1 31.78 192.6 34 199.5 35 200 40 200 F压（视重）>G 超重现象 23s 13s 35s F压（视重）<G 失重现象 视重g 0 10 13 14 15 16 17 18 19.83 20.6 21.8 22.57 23.22 24.17 27.4 28.6 29.46 30.74 31.78 34 35 40 200 200 200 222.5 222.5 223 223.5 223.5 217.5 202 201.5 200 195.5 184.5 175 180.5 193.2 194.1 192.6 199.5 200 200 超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态 超重 以钩码为研究对象，选择向上为正方向 探究：什么运动状态下，会出现失重或超重现象 23s-23s内：F压（视重）>G 超重现象 FN>G 超重现象 由牛顿第二定律得 F合=FN－ G>0 F合=ma>0 a>0 方向竖直向上 FN v a FN>G 向上加速 超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态 超重 以钩码为研究对象，选择向上为正方向 探究：什么运动状态下，物体会出现失重或超重现象 13s-35s内：F压（视重）<G 失重现象 FN<G 失重现象 由牛顿第二定律得 F合=FN－ G<0 F合=ma<0 a<0 方向竖直向上 FN v a FN<G 向上减速 牛顿第二定律（F=ma） 超重/失重 的受力情况 牛顿第三定律（视重=FN） 运动状态 超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态 超重 向上加速 失重 向上减速 FN>G FN<G 上乘电梯 下乘电梯 向下减速 向下加速 我们通过使用牛顿第二定律和牛顿第三定律，从物理的受力情况确定了物体的运动状态，得到，电梯上升阶段分为两个阶段， 从受力状态，先超重 后失重，从运动状态来看先加速上升再减速上升， 这个运动状态是符合实际的。 那当乘坐电梯下降时，我们知道物体先加速下降再减速下降，我们能否再次利用这两个定律进行逆向推到，由钩码的运动状态确定物理的受力状态，进而通过比较重力和支持力的大小，确定物体处于失重还是超重状态 加速下降时 （选择研究对象）（正方向）（受力分析）（牛顿第二定律）（牛顿第三定律）（失重或超重状态） 3牛顿第二定律： 牛顿第二定律（F=ma） 超重/失重 的受力情况 牛顿第三定律（视重=FN） 运动状态 1研究对象： 2正方向： 向下加速 mg - FN = ma FN = m（g-a） < mg 4牛顿第三定律 F压 < mg 失重 钩码 竖直向下 超重 3牛顿第二定律： 牛顿第二定律（F=ma） 超重/失重 的受力情况 牛顿第三定律（视重=FN） 运动状态 1研究对象： 2正方向： 向下减速 mg - FN = -ma FN = m（a+ g） > mg 4牛顿第三定律 F压 （视重） > mg 钩码 竖直向下 牛顿第二定律（F=ma） 超重/失重 的受力情况 牛顿第三定律（视重=FN） 运