4.6 失重与超重 课件-2023-2024学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

1 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 2 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 粤教版 高中物理必修第一册 第四章 牛顿定律 第六节 失重与超重 讲课教师 黄远卓 用纸带提着重物,手突然向上运动,纸带立即被拉断,你知道是什么原因吗? 趣味小实验 静止时 断裂瞬间 mg=T1 T1`=T1 T2`>T1` T2`>mg 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 超重和失重现象 失重现象: 超重现象: 注意:超重不是超载,失重不是没受重力 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体重力的现象 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体重力的现象 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue FN与G大小比较 加速上升 匀速上升 减速上升 加速下降 匀速下降 减速下降 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue FN与G大小比较 超重或失重 速度v方向 加速度a方向 加速上升 匀速上升 减速上升 加速下降 匀速下降 减速下降 超重、失重条件分析 F > G F < G F > G F < G F = G F = G 超重 失重 既不超重,也不失重 既不超重,也不失重 失重 超重 a a a a a=0 a=0 发生超重现象的条件:加速度a方向向上 发生失重现象的条件:加速度a方向向下 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 在上述电梯情境中,结合牛顿定律分析 1.人对台秤的压力应如何研究? 2.人的运动状态发生改变的根本原因是什么? 3.超重、失重状态人所受支持力的情况是怎样的? (结合牛顿第二定律) 利用牛顿第三定律转换研究对象,把对象从“电梯”转为 “人” 根据牛顿第一定律,所受合力不为零,力改变了人的运动状态 F合=ma 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 超重或失重 加速度a方向 速度v方向 牛顿第二定律 加速上升 匀速 减速上升 加速下降 匀速 减速下降 超重、失重条件分析 超重 失重 既不超重,也不失重 既不超重,也不失重 失重 超重 a a a a a=0 a=0 G FN FN-G=ma FN-G=0 G-FN=ma G-FN=ma FN-G=ma FN-G=0 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 解决课前情景 为什么宇航员在火箭加速升空的时候要半躺着?(此时处于超重还是失重状态?) 由于宇航员处于超重状态,因此需要半躺着来减小压强,让身体生理舒适也是半躺的原因。 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 人在体重计上站起和下蹲过程中的失重和超重分析 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 手机物理工坊 phyphox 应用 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 人在体重计上站起和下蹲过程中的失重和超重分析 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 人在体重计上站起和下蹲过程中的失重和超重分析 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 失重现象体验 灯 无锁复位开关 重物 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 当水瓶以a=9.4m/s2的加速度向下加速运动时,求水瓶对按钮的压力的大小.(水瓶的质量约为0.5kg,当地重力加速度g=9.8m/s2) 应用牛顿定律解决问题 水瓶 复位按钮 a 转换研究对象:从“按钮”到“水瓶” 对水瓶进行受力分析: 由牛顿第二定律得: mg-N=ma N=m(g-a)=0.2 N 由牛顿第三定律得: N=N` 解得:N`=0.2 N mg N a 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 应用牛顿定律解决问题 如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,这种情况称为完全失重现象。 中国将于2030年实现载人登月 N=m(g-a) a=g时,F=0 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 液体在失重环境下容易凝成 绝对球形 失重环境种植 天宫课堂 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 超重失重在生活生产中的应用 工业制作绝对球形金属零件 研究植物良性变异 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 课堂小结 超重现象 超重条件:加速度a方向向上 运动形式:加速上升或减速下降 超重解释:F=mg+ma>mg 失重现象 失重条件:加速度a方向向下 失重解释:F=mg-ma<mg 完全失重:F=0 运动形式:加速下降或减速上升 超重、失重本质: 超重和失重只是物体对支持物的压力或是对悬挂物的拉力大于或小于重力的现象,物体的重力mg不变。 广信中学 Guang Xin Zzhong Xue 关于人造卫星中的物体处于失重状态,甲、乙、丙、丁四名同学的理解如下,试判断这些理