资源简介

(共19张PPT)
第
节
6
超重和失重
高中物理 必修第一册
第四章
学习目标
任务1：认识超重、失重现象.
任务2：探究超重、失重现象.
任务3：分析、解释生活中的实际问题.
一、重力的测量(自学教材第109页“重力的测量”部分)
基 础 导 学
方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg.
　
方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量．将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小
设想一个人站在直梯中上升。直梯上升的过程中分别经历了匀加速上升，匀速上升，匀减速上升，静止这几个阶段。假设直梯在加速、减速过程中的加速度的大小均为a。试分析在直梯上升过程中人的受力状况。
任务1：认识超重、失重现象
仔细观察视频：现实生活中体重秤示数是如何变化的？
二、超重和失重
静止或匀速直线运动时
由重力的产生的条件知，人受到了向下的重力G=mg。
根据力的平衡知人还受到了电梯对人的向上的支持力FN的作用。
这时G=FN。
二、超重和失重
加速上升时
由重力的产生的条件知，人受到了向下的重力G=mg。
根据力与运动的关系知人还受到了向上的支持力FN，由牛顿第二定律
解得FN=m(a+g)。
ma=FN-mg
这时，FN>G。
二、超重和失重
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，叫作超重现象。
二、超重和失重
减速上升时
由重力的产生的条件知，人受到了向下的重力G=mg。
根据力与运动的关系，设向上的支持力为FN，由牛顿第二定律
解得FN=m(g- a)。
-ma=FN-mg
这时，FN二、超重和失重
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，叫作失重现象。
任务1：认识超重、失重现象
问题
1.上述情况中， 人的体重变了吗？所受的重力变了吗？ 什么变化了？
2. 电梯下行的过程中，哪些是超重，哪些是失重过程？你划分的依据是什么？??
实际重力没有变化，
变化的是秤的示数（秤给人的支持力大小）
超重：加速向上运动（减速下降）
失重：加速向下运动（加速下降）
可以根据加速度的方向判断超重和失重
例：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 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取9.8 m/s2。
分析 人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过
程中受到两个力的作用：重力mg 和地板的支持力FN，
受力分析如图 所示。
解：设竖直向上方向为坐标轴正方向。
根据牛顿第二定律，有
FN － mg ＝ ma
FN ＝ m（g ＋ a）＝ 60×（9.8 ＋ 0.25）N ＝ 603 N
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力FN′为
FN ＝－ FN ＝－ 603 N
人对电梯的压力大小为603 N，方向竖直向下。
加速 度 视重(F)与 重力的关系 运动情况 受力图
平衡 a=0 F=mg 静止或匀速直线运动
超重 向上 F=m(g+a) >mg 向上加速或向下减速
失重 向下 F=m(g－a) 完全失重 a=g F=0 抛体运动或自由落体运动
平衡、超重、失重和完全失重的比较
超重和失重的判断方法
·物体超重与运动状态的关系
·物体失重与运动状态的关系
【特别提醒】 物体运动时，只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。
小结
与速度方向无关！！
　2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功.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.火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力
C.在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消
失了
D.飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态
√
例1
　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的压力均等于A物体受到的重力
例2
√
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.
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、摆钟停止摆动、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并没有变化.
总结提升
[思考与讨论]
人站在力传感器上完成下蹲动作．观察计算机采集的图线．图1呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况．
很明显，图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某一数值不变的全过程．
如图2，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况．
请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况．
　如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有
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.由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与
(M＋m)g的关系
例3
√

展开更多......

收起↑