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 重力对我们来说并不陌生，重力的测量我们感觉也非常简单，那么利用我们学过的知识，你能想起几种 测量重力的方法呢？ 一、重力的测量 （一）1.先测物体自由落体时的重力加速度g 2.再用天平测物体的质量m 3.由牛顿第二定律求重力 G=mg （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。 静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。 支持力FN 压力FN′ 想一想：体重计的读数与物体重力为什么相等？ 支持力FN 重力G 读数 反映 压力 读数 压力 支持力 重力G 二、视重 1.视重：测力计（体重计）的示数，反映的是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大小。 mg FN 2.实重：物体实际的重力大小。它是不变的 依据：牛顿第三定律。 3.视重与实重相等的条件：静止或匀速直线运动。 视重总是等于实重吗？ 如图所示 ，选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和 体重计对人的支持力 FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。 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 如果加速度方向不变，速度方向反向呢？ 三、失重 1、定义：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。 2.特征：物体加速度向下（与速度方向无关），视重变小，实重不变。 3、举例： 4、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）为零的。 可以举更多生活中的例子吗？ 自由落体运动的物体 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？ 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 5、注意：在航天器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. 人减速向下运动的过程中 加速度方向与运动方向相反，有 此时，体重计的示数（视重）大于人受到的（实重）重力。 mg － FN =－ ma FN = m（g + a）> mg 也可以设加速度大小为a，则 FN－mg =ma FN = m（g + a）> mg 如果加速度方向不变，速度方向反向呢？ 1、定义：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。 2、特征：物体加速度向上（与速度方向无关），视重变大，实重不变。 3、举例： 四、超重 五、超重与失重的几种类型 结论： 当加速度方向向上时，物体发生超重现象， 当加速度方向向下时，物体发生失重现象。 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 17 三、理论推导超重和失重 G F F-G=ma 解得 F=G+ma F>G 超重 G F G-F=ma 解得 F=G-ma F<G 失重 G F G-F=ma 解得 F=G-ma F<G 失重 G F F-G=ma 解得 F=G+ma F>G 超重 视重>实重 F>G 超重 视重<实重 F<G 失重 结论： a a 运动状态 V的方向 a的方向 受力分析 根据牛顿第二定律 比较视重F和实重G大小 现象 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 当a=g时，F=0,物体处于完全失重状态 1. 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。 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。 六、超重、失重本质 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。 『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。(　　) 学习检测 × 　 × 　 × 　 × 　 √　 √　 例1.处于完全失重状态下，下列