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高中物理2019人教版必修一 第四章运动和力的关系
1、理解超重和失重的概念；
2、知道产生超重和失重的条件，知道超重与失重的本质；
3、能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。
4、用科学的观点解释身边的物理现象；
学习目标
二指禅
铁头功
测量重力常用两种方法 ：
1、G ＝ mg
测量加速度 g，用天平测量物体的质量。
2、利用二力平衡。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。读数显示重力。FN=G
一、重力的测量
演示超重与失重
人站在体重计上静止时，受重力 mg 和
支持力 FN，二力平衡。
人体下蹲时经历加速、减速、静止过程。视重如何变化？
人对体重计的压力大小等于人的重力mg。
根据牛顿第三定律,人对体重计的压力为：
体重计的示数称为视重，即人对体重计的压力。
二、超重和失重
向下加速阶段
设竖直向下方向为坐标轴正方向。
人加速向下运动的过程中，
由牛顿第二定律得
mg － FN ＝ ma
FN ＝ m（g－ a）< mg
体重计的示数反映的视重小于人所受的重力。
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。
人
向下减速阶段
人减速向下运动的过程中，加速度方向与运动方向相反，有
mg－ FN ＝－ ma FN ＝ m（g ＋ a）> mg
也可取向上为正 FN － mg ＝ma
此时，体重计的示数大于人受到的重力。
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。
当人相对于体重计静止不动时，有 FN ＝ mg
人
重力为500N，第一段小于重力，失重，第二段大于重力，超重。是下蹲。
下蹲和站起都是先加速再减速。下蹲先失重后超重，站起先超重后失重。
下蹲
站起
失重
超重
超重
失重
例1.设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，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。
解：人受重力 mg 和地板的支持力 FN，
设向上为正方向。
由牛顿第二定律得 FN － mg ＝ ma
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力
FN′＝－FN ＝－603 N
人对电梯的压力大小为 603 N，方向竖直向下。
例题讲解
电梯加速上升（或减速下降），FN > G，人对电梯的压力将大于人所受的重力，出现超重现象。
电梯加速下降（或减速上升），FN < G，人对电梯的压力将小于人的重力，出现失重现象。
如果人在加速下降（或减速上升）的过程中加速度 a ＝g，那么，体重计的示数为 0。这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态。
三、完全失重
例2.一个质量为50kg的人站在电梯中的台秤上，电梯以2m/s2的加速度向下减速时，求这时他对台秤的压力。（g=10m/s2）
F － mg ＝ ma
F =m（g+a）＝600N
解：人受到的重力：mg=500N
电梯加速下降，a向上
根据牛顿第二定律得：
根据牛顿第三定律，人对台秤的压力大小也等于600N，方向竖直向下。
a
v
mg
F
例题讲解
运动情况 v的方向 a的方向 计算 状态
加速上升 上 上 F-mg=ma 超重
加速下降 下 下 mg-F=ma 失重
减速上升 上 下 mg-F=ma 失重
减速下降 下 上 F-mg=ma 超重
四、从加速度的方向来判断
1.超重（视重大于实重）
——物体具有方向向上的加速度。
加速上升 减速下降
——物体具有方向向下的加速度。
加速下降 减速上升
2.失重 (视重小于实重)
课堂小结
取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。
提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。
让瓶子从某一高处自由下落，会发现小孔没有水流出。
当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。
演示实验
实际中有许多领域涉及超重和失重现象。例如，火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。如果是载人航天，在火箭发射阶段，航天员要承受数倍于自身体重的压力。只有很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题，才能使火箭成功发射、航天员顺利飞向太空。
航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。物体将飘浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”……
航天飞机和空间站
轨道上航天器内是一个完全失重的空间
在航天器中所有靠重力效应工作的仪器都失效
弹簧测力计无法测重力，
能测拉力或压力的大小。
天平不能测物体的质量
1、一个人蹲在磅秤上不动时，称其重力为G，当此人突然站起时，在整个站起过程中，磅秤的读数为 ( )
A.先小于G，后大于G B.先大于G，后小于G
C.大于G D.小于G
B
课堂练习
2、在太空站的完全失重环境中，能继续使用的是（ ）
A. 水银温度计 B. 天平
C. 体重计 D. 弹簧秤
AD
3、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
课堂练习
A
B
v
4、举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度。
若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10m/s2)
课堂练习
解：G=100×10N=1000N F=120×10N=1200N
F－ G=ma1 a1= 2 m/s2 加速度向上 超重状态
人的举力不变
mg－F=ma2 m=160kg 加速度向下 失重状态
1、超重、失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力为超重，小于重力为失重。
2、a向上（加速上升、减速下降）时超重，
a向下（加速下降、减速上升）时失重。
a=g且向下时完全失重。
3、注意：
①重力大小、方向不变
②超、失重看加速度的方向
③完全失重时，由重力产生的一切物理现象全部消失。
课堂小结

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