4.6失重和超重-2024-2025学年高一物理同步教学课件（粤教版2019必修第一册）

第六节 失重和超重 粤教版（2019）高中物理必修第一册 第四章 牛顿运动定律 @HY 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 F压 F支 mg 物体静止时： F支 =mg 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 乘坐电梯时，我们都有这样的体验：当电梯开始上升时，有“下坠”的感觉；当电梯开始下降时，有“上飘”的感觉.难道人的体重会在电梯开始上升或下降时发生变化吗？ 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 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 增大 不变 减小 减小 不变 增大 2.失重：拉力（压力）<重力 物体对支持物的压力（或悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。 1.超重：拉力（压力）>重力 物体对支持物的压力（或悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。 注意：不管是超重还是失重，物体的重力不变化。 视重 > 实重 视重 < 实重 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 失重和超重的产生条件 电梯上升过程 [mg=11.36] 过程 速度方向 加速度方向 压力（F）和重力mg关系 减速向上 匀速向上 加速向上 v a a a=0 F＞11.36,F＞mg F＝11.36＝mg F＜11.36, F＜mg 超重 失重 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 我们进一步分析物体的运动情况。电梯在上升过程中速度方向始终向上。电梯由静止开始加速向上【按键】，物体具有向上的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力大于物体重力，发生超重现象。【按键】当电梯匀速上升时【按键】，加速度为0【按键】，此时压力是11.36，等于重力【按键】。当电梯快到4楼时，开始减速上升【按键】，物体的加速度向下【按键】，此时压力小于重力，发生失重现象。【按键】 6 失重和超重的产生条件 电梯下降过程 [mg=11.36] 过程 速度方向 加速度方向 压力（F）和重力mg关系 加速向下 匀速向下 减速向下 v a a a=0 F＞11.36,F＞mg F＝11.36＝mg F＜11.36, F＜mg 超重 失重 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 7 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 结论： 1、产生超重现象的条件：具有向上的加速度 产生失重现象的条件：具有向下的加速度 2、超重和失重与加速度方向有关，与速度方向无关 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 8 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 人在体重计上站起和下蹲过程中的失重和超重分析 当物体加速上升或减速下降时，即有向上的加速度时， 物体出现超重现象； 当物体加速下降或减速上升时，即有向下的加速度时， 物体出现失重现象。 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 9 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 选定竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律： 将重物竖直挂在弹簧测力计上，设重物的质量为 。 （1）若整个装置向下做匀加速运动，加速度大小为 。 根据牛顿第三定律： 得到： 重物对弹簧测力计的拉力： 发生失重现象 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 10 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 将重物竖直挂在弹簧测力计上，设重物的质量为 。 （2）若整个装置向上做匀加速运动，加速度大小为 。 选定竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律： 根据牛顿第三定律： 得到： 重物对弹簧测力计的拉力： 发生超重现象 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 11 新课引入 超失重现象 超失重条件 超失重解释 完全失重 将重物竖直挂在弹簧测力计上，设重物的质量为 。 （3）若整个装置向下做匀加速运动，加速度大小为 。 重物对弹簧测力计的拉力： 令 ， 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。 自由下落过程中的物体就处于一种完全失重的状态。 我们再看一看电梯下降时台秤示数的变化。电梯在下降过程中速度方向始终向下。电梯由静止开始加速向下【按键】，物体具有向下的加速度【按键】，此时物体对台秤的压力小于物体重力，发生失重现象。【按键】当电梯匀速下降时【按键】，加速度为0【按键】，压力等于重力【按键】。当电梯快到1楼时，开始减速下降【按键】，物体的加速度向上【按键】，压力大于重力，发生超重现象。【按键】 12 1．小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D C 课堂练习 2．(新情境题：以“机器人攀登”为背景，考查起重和失重)日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果．如图所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登．关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是(　　) A．当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低 速攀爬时大 B．当机器人减速上升时，机器人处于超重状态 C．当机器人减速下降时，机器人处于失重状态 D．机器人加速下降过程中(a<g)，细绳对机器人的拉力小于其重力 D 课堂练习 3．一个质量是60 kg的甲同学站在升降机的地板上，看到一个质量是50 kg的站在台秤上的乙同学，他们一起运动时，台秤示数为400 N. 问题：求此时甲同学对升降机地板的压力．(g取10 m/s2) 课堂练习 [解析]　以乙同学为研究对象，受力分析如图所示，选取 向上的方向为正方向，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma 再以甲同学为研究对象，他受到向下的重力m甲g和地板 的支持力FN′，由牛顿第二定律得： FN′－m甲g＝m甲a FN′＝m甲a＋m甲g＝60×(10－2)N＝480 N 由牛顿第三定律可知，甲对升降机地板的压力大小为480 N，方向竖直向下． [答案]　480 N，方向竖直向下 a＝ eq \f(FN－mg,m)＝ eq \f(400－50×10,50) m/s2＝－2 m/s2 $$