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

§6 超重和失重 第四章 运动和力的关系 必修 第一册 1 （1）确定研究对象，将研究对象从系统中隔离出来； 应用牛顿运动定律的解题步骤 （2）对研究对象进行受力分析，画出物体受力图； （5）由公式或方程求出未知量。 （3）确定物体是做匀速运动还是匀变速运动， v ，a ，F 合 各自的方向如何； （4）由牛顿第二定律或由运动学公式求出加速度； 复习： 例1、质量为m的人静止的站在台称上，求台称受到的压力。 由力的平衡条件得 FN=mg 以人为研究对象,受力如图: 静止或匀速时，台称受到的压力（读数）与人的重力大小相等,人处于平衡状态。 由牛顿第三定律知 FN mg 解析： F’N=FN=mg F’N 变式1、台称放在电梯上，与质量为m的人一起以加速度a向上加速运动。求台秤受到的压力的大小。 解析： 由牛顿第二定律得： 由牛顿第三定律得 人对台称的压力为 以人为研究对象,受力如图 F’N=FN=m(g+a) FN-mg=ma FN=m(g+a) 此时，台称受到的压力（读数） 大于人的重力 FN mg v >mg a F合 F’N 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。 概念 注意：超重不是物体重力增大了。 实例说明：物体向上加速时超重 解析： 由牛顿第二定律得： 由牛顿第三定律知 人对台称的压力 以人为研究对象,受力如图 F’N=FN =m(g－a) mg-FN=ma FN=m(g－a) 此时，台称受到的压力（读数） 小于人的重力 FN mg v <mg 变式2、台称放在电梯上，与质量为m的人一起以加速度a向下加速运动。求台秤受到的压力的大小。 a F合 F’N 失重： 概念 注意：失重不是物体重力减小了。 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。 实例说明：物体向下加速时失重 运动过程 v 方向 a方向 F合方向 物体状态 物体的运动过程 静止或匀速 加速上升 加速下降 减速上升 减速下降 超重状态 失重状态 平衡状态 超重状态 失重状态 a=0 F合=0 1、填写下面表格，总结出物体的处于超重或失重和什么因素有关： 总结： 2、物体具有向下的加速度 1、物体具有向上的加速度 ——超重 ——失重 运动过程 v 方向 a方向 F合方向 物体状态 物体的运动过程 静止或匀速 加速上升 加速下降 减速上升 减速下降 超重状态 失重状态 平衡状态 超重状态 失重状态 a=0 F合=0 1、填写下面表格，总结出物体的处于超重或失重和什么因素有关： 总结： 超重失重只与加速度的方向有关，与速度方向无关。 电梯里的超重失重实验 实验演示： 2、弹簧秤竖直悬挂在电梯上，其挂钩上挂着一质量为2kg 的物体。求下列运动情况下弹簧秤的读数,并判断物体是超重还是失重。(g取10 m／s2) （1）电梯以2 m／s2的加速度竖直向上做匀减速运动时； （2）电梯以2 m／s2的加速度竖直向下做匀减速运动时； 解析： 由牛顿第二定律得： 由牛顿第三定律 即人对台称没有压力 以人为研究对象,受力如图 F’N=FN =m(g－a) mg-FN=ma FN=m(g－a) 如果 a=g FN mg v <mg 失重现象的特例： 变式2、台称放在电梯上，与质量为m的人一起以加速度a向下加速运动。求台秤受到的压力的大小。 a F合 F’N F/N=FN =0 三、完全失重现象： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的这种状态，叫做完全失重。 注意：完全失重不是物体重力消失了。 当物体向下的加速度a=g时 产生条件: 失重现象的特例： 取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住小孔，然后往瓶里加满水。 生活中的完全失重现象 当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。 液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。 ▲ 让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么现象？这是为什么？ 更多完全失重知识，请参阅课后阅读材料： 《失重和宇宙开发》 太空中的完全失重现象 超重： 定义：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于重力的现象 实质:压力或拉力大于重力 条件:具有竖直向上的加速度 失重： 定义;物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于重力的现象 实质:压力或拉力小于重力 条件:具有竖直向下的加速度 当向下的加速度a=g时 课堂小结： 完全失重: 下一页 1．关于超重和失重,下列说法中正确的是( ) A.超重就是物体受的重力增加了 B.失重就是物体受的重力减少了 C. 不论超重或失重,物体所受重力是不变的 C 2．站在电梯上的人,当电梯竖直减速下降时,下面说法中正确的是( ) A.电梯对人的支持力小于人对电梯的压力 B.电梯对人的支持力大于人对电梯的压力 C.电梯对人的支持力与人对电梯的压力大小相等 D.电梯对人的支持力大于人的重力 CD 3、一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是（ ） A、先减小，后还原 B、先增加，后还原 C、 始终不变 D、先减小，后增加，再还原 D 在台称上站起和蹲下时台称读数的变化： 向上站起过程： 静止——运动——静止 向上加速 向上减速 超重 失重 在台称上站起和蹲下时台称读数的变化： 蹲下过程： 静止——运动——静止 向下加速 向下减速 失重 超重 4、在太空站完全失重的环境中，下列仪器可以使用的是（ ） 。 A．水银温度计 B．体重计 C．打点计时器 D．天平 E．连通器 F．水银气压计 AC 5．下列说法正确的是（　　） A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B 6．下列说法中正确的是（ ） A．只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大 B．只要物体向下运动，物体就失重 C．只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关 D．只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重状态 C 7．对于超重力和失重的认识，以下正确的是( ) A．人站在体重计时，突然下蹲，体重计示数不变 B．蹦床运动员在上升到最高点时处于平衡状态 C．在减速上升的电梯里人对地板的压力小于重力 D．自由下落的物体不再受重力作用 C 8．升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（　　） A.以1m/s2的加速度加速下降 B.以4.9m/s2的加速度减速上升 C.以1m/s2的加速度加速上升 D.以4.9m/s2的加速度加速下降 BD 9、“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中（ ） A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态 B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 D．在c点，人的速度为零，其加速度为零 AB 10、一个质量为70 kg的人乘电梯下楼． (1)当人开动电梯后，电梯以3 m/s2的加速度加速下降，这时他对电梯地板的压力多大？ (2)当快到此人要去的楼层时，电梯以3 m/s2的加速度匀减速下降，这时他对电梯地板的压力多大？(g取10 m/s2) 11、在升降机中的水平底板上放一质量为60 kg的物体，升降机下降过程中的v－t图象如图所示，试通过计算作出底板对物体的支持力F随时间t的变化规律．(g取10 m/s2) 5 15 25 t v 10 0 这时候会出现什么样的现象呢？ 如果 a=g FN mg v 课后思考： 变式2、台称放在电梯上，与质量为m的人一起以加速度a向下加速运动。求台秤受到的压力的大小。 a F合 $$