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

4.6 超重和失重 第四章 运动和力的关系 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。 方法1： (1)先测量物体做自由落体运动的加速度 g； (2)再用天平测量物体的质量； (3)利用牛顿第二定律可得：G ＝ mg 一、重力的测量 方法2： 问题1：为什么静止状态下测力计的读数能反映物体的重力？ 1.视重：体重计的示数，反映的是人对体重计的压力大小 mg FN 2.实重：物体实际的重力大小。 3.视重与实重相等的条件：静止或匀速直线运动。 F压 思考与讨论 (1)人在体重计上受到几个力的作用？ (2)如果人静止在体重计上，这几个力的大小关系是怎样的？ (3)人所受的支持力和人给体重计的压力大小什么关系？你的依据什么？ FN ＝ mg； F压 ＝ -FN 问题2：如果不保持静止或匀速直线运动状态， 会发生什么现象？ 体重计的示数变化情况 注意观察： 为什么？ 思考与讨论 (1)从静止开始直到下蹲结束的整个过程中，是否始终保持匀速？ (2)你认为人下蹲经历了哪几个阶段？ (3)这几个阶段的受力和运动情况分别是怎样的？ 二、静止体重计上的超重和失重 1.人向下加速下蹲过程 （设加速度方向为坐标轴正方向） mg － FN = ma FN = m(g－a)<mg 即体重计的示数所反映的力（视重）小于人所受的（实重）重力。 2.人向下减速下蹲过程 二、静止体重计上的超重和失重 失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。 思考：物体处于失重状态时，物体的重力发生改变了吗 特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。 二、静止体重计上的超重和失重 1.人向下加速下蹲过程 （设加速度方向为坐标轴正方向） mg － FN = ma FN = m(g－a)<mg 即体重计的示数所反映的力（视重）小于人所受的（实重）重力。 2.人向下减速下蹲过程 （设加速度方向为坐标轴正方向） FN－ mg =ma FN = m(g+a)>mg 即体重计的示数所反映的力（视重）大于人所受的（实重）重力。 二、静止体重计上的超重和失重 超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的 现象，叫作超重现象。 思考：（1）物体处于超重状态时，物体的重力发生改变了吗？ 特征：物体加速度向上，视重变大，实重不变 （2）人在体重计上起立过程中是否存在超重和失重现象？ 观察与实验 思考与讨论 如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？超重和失重现象就不会发生了吗？ 电梯里的超重和失重 三、电梯里的超重和失重 1：人随电梯一起以加速度a 匀加速上升 a （取加速度方向为正方向） FN－G= m a FN G > mg 超重 v F压＝FN＝m (g＋a) 2：人随电梯一起以加速度a 匀减速上升 （取加速度方向为正方向） a FN G 失重 v G－FN= m a F压＝FN＝m (g-a) < mg 类型 v方向 a方向 现象 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 向上 向上 向下 向下 向上 向下 向下 向上 超重 失重 超重 失重 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。 判断超重和失重的方法 【例题】 设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速下降时，求人对电梯的压力。g 取10 m/s2。 思考：若该失重过程中a＝g时，人对电梯的压力？ FN = m (g－a)= 0 四、完全失重 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完全失重现象。 如：自由落体运动和竖直上抛运动 此时重力为零吗？ 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 应用：在航天飞机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 课堂小结 超重和失重 超重 特征 运动 加速度方向向上 加速上升、减速下降 失重 特征 运动 加速度方向向下 减速上升、加速下降 (多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确的是(　　) A.电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2 B.电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2 C.电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2 D.电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2 BC 21 『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 × 　 × 　 × 　 × 　 √　 √　 课堂小结 超重和失重 超重 特征 运动 加速度方向向上 加速上升、减速下降 失重 特征 运动 加速度方向向下 减速上升、加速下降 1.超重与失重现象仅仅是一种表象，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。 四、超重与失重的本质 课堂练习 1．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 D．火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，宇航员处于失重状态 A 课堂练习 2．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为（　　） A．mg B．2mg C．mg D．4mg/3 D 课堂练习 3．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图像如图所示。根据图像提供的信息，以下判断正确的是（　　） A．在0至t2时间内该同学处于失重状态 B．在t2至t3时间内该同学处于超重状态 C．t3时刻该同学的加速度为零 D．在t3至t4时间内该同学的重心继续下降 ABD 4．电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10 m/s2）（　　） A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2 B．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s2 C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s2 课堂练习 AC THANKS THANKS 感谢观看 Lavf58.12.100 Lavf57.76.100 vid:v02004ad0000bg6amct34q1eufie3fh0 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 35b0d1dd52f24dc712139aa16e013c2d $$