4.6 超重与失重 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 第四章 运动和力的关系 动手小实验 一、重力的测量 1.如何测量物体的重力？ 3.如果物体在运动的情况下，弹簧秤的示数还会等于物体的重力大小吗？ 2.测量物体的重力需要注意什么？ G FN 物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力 视重： F压 静止 一、重力的测量 一、重力的测量 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 变大 变小 变小 变大 你看到的示数变化 F t 弹簧秤示数随时间的变化 为什么电梯加速上升时，弹簧测力计的示数会变大？ 想一想： 质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯一起以加速度a 匀加速上升，弹簧测力计的示数？ 取加速度方向为正方向 F＝F拉＝m( g + a ) > mg 根据牛顿第三定律得，弹簧测力计受到的拉力 F拉－mg = ma 物体对悬挂物的拉力大于物体所受重力的情况称为超重现象。 对支持物的压力 一、重力的测量 F拉 G 为什么电梯减速上升时，弹簧测力计的示数会变小？ 想一想： 质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯一起以加速度a 匀减速上升，弹簧测力计的示数？ 物体对悬挂物的拉力小于物体所受重力的情况称为失重现象。 对支持物的压力 取加速度方向为正方向 mg－ F拉 = ma F＝F拉＝m(g－a) < mg 根据牛顿第三定律得人对升降机的压力 一、重力的测量 F拉 G 二、超重与失重 1.超重： 2.失重： 物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象 物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象 视重 > 实重 视重 < 实重 思考：为什么电梯下降过程时，弹簧测力计的示数会有相应的变化？ 质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯以加速度a 匀加速下降，弹簧测力计的示数？是超重还是失重？ 思考1 思考2 二、超重与失重 质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯以加速度a 匀减速下降，弹簧测力计的示数？是超重还是失重？ 向上加速 向上减速 向下加速 向下减速 v a v a v a v a F-G=ma F > G 超重 G-F=ma F < G 失重 G-F= ma F < G 失重 F-G=ma F > G 超重 G F G F G F G F 二、超重与失重 二、超重与失重 思考： 设竖直向下方向为正方向 牛顿第二定律得： 代入得： mg-FN=ma a = g 因为自由下落所以： FN=0 所以台秤的示数是0. 根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力FN′为： FN′＝－FN＝0 已知人的质量为50kg，若该人站在台秤上和电梯一起自由下落， 台秤的示数是多少？ FN G 三、完全失重 如果人在加速下降的过程中加速度a=g，那么，体重计的示数为0。 这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态。 航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。 动手小实验-现象解释 三、完全失重 三、完全失重 你感受过生活中的其他完全失重现象吗？ 三、完全失重 太空中的完全失重 太空行走 三、完全失重 太空中的完全失重 太空转身 利用完全失重条件的科学研究 制造泡沫金属 三、完全失重 制造理想的滚珠 三、完全失重 在太空中 完全失重的状态下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 能测量拉力或压力的大小 无法用天平测量物体的质量 1.火箭发射 三、发射航天器的超重现象 火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。 2.载人航天 四、发射航天器的超重现象 如果是载人航天，在火箭发射阶段，航天员要承受数倍于自身体重的压力。只有很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题，才能使火箭成功发射、航天员顺利飞向太空。 物体处于超重或失重状态时，物体重力变大还是变小？ 超重和失重的实质 物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或物体对悬线的拉力不等于物体的重力，物体受到的重力大小和方向还是不变的。 想一想： 物体是超重还是失重是由a的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。 1.超重： a向上，视重>重力，超重现象。 2.失重： a向下，视重<重力，失重现象。 3.完全失重： 压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2。 五、课堂总结 做一做： 你站在体重计上，尝试着下蹲和起立，试着画出示数变化的大致情况 F t $$