4.6 超重和失重 课件 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第四章 运动和力的关系 06 超重和失重 一、重力的测量 水平面上在弹簧秤上处于平衡状态的物体，对弹簧称有压力的作用 FN FN' 弹簧因受到压 力的作用发生 形变，根据形 变量可以得到 物体对弹簧秤 的压力大小。 根据牛顿第三定律，物体对弹簧秤的压力FN大小等于弹簧称对物体的支持力FN'大小。 mg FN' 物体受到的重力mg与弹簧秤对物体的支持力FN'二力平衡。 知道重力加速度g，即可得到物体的质量m。 一、重力的测量 结论：弹簧秤测的是物体对弹簧秤的压力，压力与支持力是作用力与反作用力的关系，在水平面上被测物处于平衡状态时，支持力与重力二力平衡。 所以使用弹簧秤应注意： 1、弹簧秤应保持水平； 2、弹簧秤应处于平衡状态。 思考 如果弹簧秤没有处于平衡状态，有了向上或者向下的加速度，弹簧秤的读数会有怎样的变化？ 二、超重和失重 1、加速上升 当物体放在弹簧秤上，一起跟着电梯加速上升 mg FN v a 对物体受力分析和运动分析 F合 根据牛顿第三定律 压力大小： 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，叫做超重现象。 二、超重和失重 2、减速下降 当物体放在弹簧秤上，一起跟着电梯减速下降 mg FN v a 对物体受力分析和运动分析 F合 根据牛顿第三定律 压力大小： 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，叫做超重现象。 二、超重和失重 3、加速下降 当物体放在弹簧秤上，一起跟着电梯加速下降 mg FN v a 对物体受力分析和运动分析 F合 根据牛顿第三定律 压力大小： 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，叫做失重现象。 二、超重和失重 4、减速上升 当物体放在弹簧秤上，一起跟着电梯减速上升 mg FN v a 对物体受力分析和运动分析 F合 根据牛顿第三定律 压力大小： 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，叫做失重现象。 二、超重和失重 二、超重和失重 在失重现象中： 如果在加速下降和减速上升中，当a=g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0的现象，叫做完全失重现象。 当 时 二、超重和失重 二、超重和失重 思考 讨论 超重是不是物体质量和重量变大了？失重是不是物体质量和重量变小了？完全失重是不是物体的质量和重量都没有了？ 注意： 不管超重还是失重，都只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于或者小于重力的现象，感觉就像变重了或者变轻了，但物体的质量和受到的重力都没有发生变化，完全失重感觉重力完全消失了，但实际上物体和质量和所受重力都不变。 三、生活中的超重失重现象 三、生活中的超重失重现象 乒乓球为什么不会浮起来？ 下蹲和起立分别对应经历了什么过程？ 三、生活中的超重失重现象 下蹲和起立的v-t图像 t v 加速下降，失重 减速下降，超重 加速上升，超重 减速上升，失重 t F 下蹲和起立的F-t图像 失重 超重 平衡 超重 失重 mg 四、总结 超重 现象：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 条件： 加速上升 减速下降 公式：Fₙ > mg 本质：加速度 a 向上 失重 现象：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 条件： 加速下降 减速上升 公式：Fₙ < mg 本质：加速度 a 向下 特殊情况：完全失重 下 课 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 vid:v0300fg10000c6u6u4jc77udglp0f4k0 Lavf61.7.100 Lavf61.7.100 $好，真的抓住机会。 null用牛顿运动定律解决问题。二从太空坠落。2012年10月15号，英国人菲利克斯鲍姆加特纳完成了一项难以想象的壮举。他从太空边缘开始自由落到地球上，全过程达24英里。在这一过程中，它需要克服失重和巨压下带来的剧烈反应。在日常生活中，人们常用弹簧秤来测量物体的重力。那么物体在同一地点测量时，弹簧秤的示数会发生变化吗？下面我们来观察一个实验，在竖直升降的电梯天花板上悬挂一个弹簧秤，秤钩上挂一个质量为M的物体。电梯静止时，弹簧秤的示数为T根据二力平衡可知T等于G等于MG当电梯以加速度A上升时，弹簧秤的示数为T1。根据牛顿第二定律，T1减去MG等于MA因此T1等于MG加MA大于MG在物理学中，我们把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情况称为超重现象。相反，当电梯以加速度A下降时，弹簧秤的示数为T2。根据牛顿第二定律，MG减去T2等于MA，T2等于MG减去MA小于MG这种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情况称为失重现象。如果物体正好以大小等于G的加速度竖直下落，此时物体对支持物悬挂物完全没有作用力，这种状态称为完全失重状态。在装有水的瓶壁上扎一个小孔，在水压的作用下水会从孔中流出来。但当瓶子自由下落时水却不会从孔中流出，这是为什么呢？这是因为瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对小孔处的水没有压力，所以水不会流出。2012年6月16日18时37分，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。中国首位女宇航员刘洋也将搭载飞船进入太空。在升空120秒后，逃逸塔与火箭分离，此时飞船离地面高度约为40千米。假设这一阶段飞船做匀加速直线运动，刘洋的体重为60千克，试计算该阶段刘洋对座椅的压力？以刘洋为研究对象，它在竖直方向上受到重力G和支持力F两个力的作用，赦其上升时的加速度为A根据匀加速直线运动位移与时间的关系，X等于V0T加2分之1AT方，其中初速度V0等于0，则A等于2，X除以T方约等于5.6米每2次方秒。由牛顿第二定律F减去G等于MA得到座椅对刘洋的支持力F等于MG加MA等于924牛。根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，则刘洋对座椅的压力FP等于F等于924牛大于MG可以知道他此时是超重的。我们需要注意的是，超重失重现象与物体的运动方向无关。当物体具有向上的加速度时，无论物体向什么方向运动，均会出现超重现，反之亦然，因此加速度的方向是判断物体超重或失重的重要依据。北京欢乐谷游乐场天地双雄是一座双塔太空梭，其中一个塔的座椅由下而上高速弹射运动，能在2秒内冲到56米高的地方，而另一座塔则是把乘客送到76米高的顶端，让座椅急速降落。游客在两座塔上分别能体验强烈的超重和失重感，十分刺激。 电梯正向下启动。电梯到一楼了。 现在我把乒乓球放到水里。乒乓球并没有像在地面一样浮在水面上，而是停留在了水中，这个地面的现象是完全不一样的。 下班上。 null电梯正向上启动。电梯到6楼了。 宇宙飞船是用加速度很大的火箭送上太空的。由于加速度很大，起飞时超重现象很强，宇航员要承受几倍于体重的压力，动一动都很困难。而在飞船绕地球航行时，地球的引力等于他们需要的向心力，飞船中的人和物又处于完全失重状态，人精力超重和失重，生理机能和生活习惯都会失调。宇航员必须穿抗荷服升太空前，也必须经过严格的超重失重训练桥。宇航员在太空中可以自由漂浮，看似自由，其实麻烦多着呢。吃饭得用软管往嘴里挤，喝水得用小管吸，所有的用具都得固定住呢。