4.6 超重和失重 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第六节 超重和失重 第四章 运动和力的关系 1 1.物理观念：通过体验和实验，认识超重和失重现象 2.科学思维：会利用牛顿运动定律分析超重和失重现象 3.科学探究：通过实例分析，理解超重和失重现象的本质题 4.科学态度与责任：了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，培养用科学知识解释生活现象的能力，激发学习的热情和兴趣，形成良好的科学态度 教学目标 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？ 想一想 在电梯里放一个电子秤，上面放一个物体，静止时电子秤显示的数据时11.36kg,当电梯向上或向下加速运动时观察电子秤示数的变化。 超重与失重 通过科学实验验证超重和失重现象 重力的测量方法 1．先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测出物体质量m ，G＝mg 2．利用平衡条件测量重力。 弹簧测力计上挂上物体，当物体与弹簧测力计相对 静止时，由于二力平衡的原因竖直向上的弹簧的弹力和 竖直向下的重力大小相等。 超重 1.定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力。 2.产生条件：物体具有竖直向上加速或向下减速。 F支＝mg＋ma mg F支 竖直向上加速 mg F支 竖直向下减速 失重 1.定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力。 2.产生条件：物体具有竖直向下加速或向上减速。 F支＝mg - ma mg F支 竖直向下加速 mg F支 竖直向上减速 实重和视重 同学们，通过超重与失重的学习，讨论以下什么是实重？什么是视重？ 例如：某一个学生站在体重上面静止不动时，体重计的显示数据是55公斤，当她迅速下蹲时发现，体重计的示数变成40公斤，这属于什么现象？55和40公斤分别指的是什么？ 总结：实重是物体实际所受的重力；视重是当出现超重或失重时我们看到的重量，但这不等于实际重力，物体所受的重力不会因物体运动状态的改变而变化。 55公斤为实重 ，40公斤为视重 现象 超重 失重 完全失重 视重 视重大于实重 视重小于实重 视重等于零 产生条件 加速度向上 加速度向下 加速度等于g，向下 运动状态 加速上升 或 减速下降 加速下降 或 减速上升 加速下降 或 减速上升 原理方程 F－mg＝ma F＝mg＋ma mg－F＝ma F＝mg－ma mg－F＝mg F＝0 超重、失重和完全失重 完全失重 日常生活中汽车路过拱形路面时出现失重现象，所以快速通过拱形路面时出现悬浮的感觉。 而驶过凹形路面时出现超重现象，所以人也很难受，同时快速通过时容易出现爆胎现象。 超重与失重 注意：发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了)。 物体超重或失重多少由什么决定：由物体的质量m 和竖直加速度a 共同决定，其大小等于ma。 F支＝mg ＋ ma F支＝mg - ma 例题1：起重机用钢索在竖直方向上吊装重物，在重物减速下降的过程中(不计钢索的重力)，钢索对重物的作用力(　　) A.小于重物对钢索的作用力 B．小于重物的重力 C．大于重物对钢索的作用力 D．大于重物的重力 D 例题2：设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。 mg F支 竖直向上加速 解：人向上匀加速上升，受力情况如图所示，由牛顿第二定律得 得 N 例题3：火箭发射时，航天员要承受超重得考验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到3.5g，平时重力为10N的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大？ 解：由于火箭加速上升，所以出现超重现象，由牛顿第二定律得 得N 可知，在超重状态下该脏器需要受到的支持力为45N 例题4：如图所示是一种巨型娱乐器械，可以使人体验超重和失重状态。已知座舱开始下落时的高度为76m,当落到地面28m的位置时开始制动，座舱坐匀减速运动。若座舱中某人的质量为50kg，当座舱落到离地面50m的位置时，人对座舱的压力是多少？但座舱落到离地面15m的位置时，人对座舱的压力是多少？ 解：离地面50m时人在做自由落体运动，所以 得 = 离地面28m开始做匀减速直线运动，所以匀减速的初速度为 加速度 ,整个过程加速度不变，所以离地面15m时 =1350N ,由牛顿第三定律得==1350N $$