4.7 超重与失重 课件-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

7 超重与失重 第四章 牛顿运动定律 知道产生超重和失重的条件，能用牛顿运动定律解释生活中的超重和失重现象，并能进行有关计算。 02 通过生活实际，体验超重和失重现象。 01 重点 太空中用筷子夹水 为何太空站好像重力不存在了一样? 思考我们在地面上是如何测量重力的? 公司logo 公司logo 情境导入 从受力分析角度说明测量物体重力的原理 弹簧秤的示数是否总是与被称物体的重力大小相等？ 答案：不是 T ′ = mg T= 1 超重和失重的理解 牛顿第二定律的表达式是什么？物体的运动性质如何判断？ F合=ma a与v同向，物体加速 a与v反向，物体减速 F合与v同向加速，反向减速 公司logo 公司logo 知识回顾 如图所示，一位同学站在地面上用手提住弹簧测力计。 (1)用弹簧测力计测物体重力时，突然向上加速，观察弹簧测力计的示数如何变化。 F合向上 答案　弹簧测力计示数变大了。 如图所示，一位同学站在地面上用手提住弹簧测力计。 (2)用弹簧测力计测物体重力时，突然向下加速，观察弹簧测力计的示数如何变化。 F合向下 答案　弹簧测力计示数变小了。 (3)若将弹簧测力计和物体一起释放，观察弹簧测力计的示数如何变化。 答案　弹簧测力计示数变为零。 自由落体 a=g (4)何时弹簧测力计示数等于物体的重力？ 合力为零 答案　当弹簧测力计测物体重力时，静止或匀速时，测力计示数等于物体的重力。 超重 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象 N′ > G N = T ′ > G T= G N ′ 产生条件:a竖直向上 T – G=ma G T ′ N 公司logo 公司logo 要点归纳 失重 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象 `N= N' < G` T ′＜G T= G 产生条件:a竖直向下 G –T=ma T ′ G N ′ N 完全失重 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的现象 产生条件:a=g，方向竖直向下 mg=ma 视重——物体在竖直方向做加速运动时，物体对悬挂物的拉力(弹簧测力计的示数T)或对支持物的压力(台秤示数N) （是可变的） 结论:静止或匀速状态下，视重 = 实重 实重——重力是由于地球作用于物体而产生的，始终存在，大小也不会受运动状态改变影响。（是不变的） 视重与实重 G 视重 实重 T ′ 1.有同学认为物体处于超重或失重状态时，其重力增大或减小了， 这种认识正确吗？ 答案　当物体处于超重或失重状态时，物体的重力没有变化，只是视重变了。 实重——重力。不会受运动状态改变影响 公司logo 公司logo 讨论交流 2.超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a=0 T =mg 静止或匀速直线运动   超重 竖直向上或竖直向上的分量 由T-mg=ma得 T=m(g+a)>mg 向上加速或向下减速运动   T T 失重 竖直向下或有竖直向下的分量 由mg-F=ma得 T=m(g-a)<mg 向下加速或向上减速运动   完全失重 a=g T=0 自由落体运动、竖直上抛运动 T (1)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了。(　　) (2)物体处于超重状态时，物体一定在上升。(　　) (3)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。(　　) (4)跳高运动员上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态。 (　　) (5)不计空气阻力，抛向空中的矿泉水瓶中的水，对侧壁和底部的压力都为零。(　　) × × × × √ 辨析 1.(2023·内江市高一期末)蹦极是一项刺激的运动，如图所示，人的运动过程简化为从O点开始下落，在A点弹性绳刚好伸直，B点速度达到最大，下落到最低点C点后向上弹回。忽略空气阻力，则在人下落过程中 A.人在OA阶段，做自由落体运动，处于超重状态 B.人在AB阶段，向下做加速运动，处于超重状态 C.人在BC阶段，向下做减速运动，处于失重状态 D.当弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，处于超重状态 √ 例题 由题意可知人在OA阶段，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A错误； 由题意可知B点速度达到最大，此时加速度为零，人在AB阶段，人的重力大于弹性绳的弹力，向下做加速运动，处于失重状态，故B错误； 人在BC阶段，弹性绳的弹力大于人的重力，人向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故C错误； 当弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，此时弹性绳的弹力大于人的重力，人的加速度向上，处于超重状态，故D正确。 判断超重、失重状态的方法 1.从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。 2.从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。 a mg T T>mg a mg T T<mg 公司logo 公司logo 总结提升 2.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是 A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 √ A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A选项正确。 例题 1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平、液体压强计等)。 2.完全失重时重力本身没有变化。 公司logo 公司logo 总结提升 2 超重、失重的有关计算 3.升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20 kg的物体(g取10 m/s2)，则： (1)当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？ 答案　200 N 当升降机匀速上升时，N=mg=200 N，根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。 例题 (2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ 答案　超重　220 N 当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律有N'-mg=ma1，解得N'=220 N，由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为220 N。 (3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ 答案　失重　100 N 当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律mg-N″=ma2 解得N″=100 N，由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为100 N。 (4)当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？ 答案　0 当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，则物体对台秤的压力为0。 电梯中的超重失重 公司logo 公司logo 总结提升 3 超重与失重的综合应用 光滑斜面 1.若加速度方向向上(或斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(或斜向下)，物体处于失重状态。 光滑斜面 a ax ay a ay竖直向下 失重 2.若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态。 4.如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有(重力加速度为g) A.地面对斜面体的支持力大于(M+m)g B.地面对斜面体的支持力等于(M+m)g C.地面对斜面体的支持力小于(M+m)g D.由于不知a的具体数值，无法计算地面对斜面体的支持力的大小 √ 对斜面体和物体组成的系统，当物体具有向下的加速度而斜面体保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力。 例题 超重与失重 超重现象 完全失重现象 失重现象 加速度向上 视重>重力 加速度向下 视重<重力 加速度为g 视重= 0 T T 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.46.101 $