资源简介

(共25张PPT)
超重和失重
1.了解体重秤和弹簧测力的视重。
2. 掌握超重、失重现象及其本质。
3.能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。
学习目标及重点
课堂引入
Q1:当把课本水平放在手上时，手感知的力或手受到的力是书的重力还是书对手的压力？
FN
课堂引入
Q2:书静止时，书的重力和书对手的压力有什么关系？
书处于二力平衡，G=FN
由牛顿第三定律，Fn=F压
G=F压，方向相同，作用在两个物体上
FN
通过测量形变量，测定F压的大小，就成了体重称
F压
FN
F压
视重:
体重计的示数称为视重,反映了物体对支撑物的压力（或对悬挂物的拉力)。
依据牛顿第三定律：
实重:
物体实际的重力大小。
结论:静止或匀速状态下，视重=实重。
什么情况下视重与实重不相等呢？
G
FN
F压
视重=FN
200g钩码乘坐电梯从15楼升至18楼，依次观察速度变化和视重变化
从15楼到18楼上升过程中，视重随时间变化图
时间/s 视重g
0 200.0
10 200
13 200
14 222.5
15 222.5
16 223
17 223.5
18 223.5
19.83 217.5
20.6 202
21.8 201.5
22.57 200
23.22 195.5
24.17 184.5
27.4 175
28.6 180.5
29.46 193.2
30.74 194.1
31.78 192.6
34 199.5
35 200
40 200
F压（视重）>G 超重现象
23s
13s
35s
F压（视重）超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态
超重
以钩码为研究对象，选择向上为正方向
探究：什么运动状态下，会出现失重或超重现象
23s-23s内：F压（视重）>G 超重现象
FN>G 超重现象
由牛顿第二定律得
F合=FN－ G>0
F合=ma>0
a>0 方向竖直向上
FN
v
a
FN>G
向上加速
超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态
超重
以钩码为研究对象，选择向上为正方向
探究：什么运动状态下，物体会出现失重或超重现象
13s-35s内：F压（视重）FN由牛顿第二定律得
F合=FN－ G<0
F合=ma<0
a<0 方向竖直向上
FN
v
a
FN向上减速
牛顿第二定律（F=ma）
超重/失重
的受力情况
牛顿第三定律（视重=FN）
运动状态
超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态
超重 向上加速
失重 向上减速
FN>G
FN上乘电梯
下乘电梯
向下减速
向下加速
3牛顿第二定律：
牛顿第二定律（F=ma）
超重/失重
的受力情况
牛顿第三定律（视重=FN）
运动状态
1研究对象：
2正方向：
向下加速
mg - FN = ma
FN = m（g-a） < mg
4牛顿第三定律
F压 < mg
失重
钩码
竖直向下
超重
3牛顿第二定律：
牛顿第二定律（F=ma）
超重/失重
的受力情况
牛顿第三定律（视重=FN）
运动状态
1研究对象：
2正方向：
向下减速
mg - FN = -ma
FN = m（a+ g） > mg
4牛顿第三定律
F压 （视重） > mg
钩码
竖直向下
牛顿第二定律（F=ma）
超重/失重
的受力情况
牛顿第三定律（视重=FN）
运动状态
超失重状态 受力情况 加速度方向 速度方向 运动状态
超重 向上加速
失重 向上减速
失重 向下加速
超重 向下减速
FN>G
FNFN>G
FN超失重状态只和加速度方向有关，和速度方向无关
超重现象：
运动状态：
举例：
超重和失重
超重本质：
物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。
重力不变，物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）变大
加速度向上（向上加速或向下减速）
失重现象：
运动状态：
举例：
超重和失重
失重本质：
物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作超重现象。
重力不变，物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）变小
加速度向下（向下加速或向上减速）
加速度 a = g 时，会出现什么现象？
完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的（a=g）。
Q1：静止时小孔的水为什么会流出？
Q2：瓶子自由下落时会有什么现象？为什么？
小孔以上部分的水对小孔部分的水的压力使其流出。
瓶子自由下落时，水都处于完全失重状态，对下部的水没有压力，因此没有水流出。
自由落体运动
例题
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。
1研究对象：人
2正方向：竖直向上为正方向
3牛顿第二定律：FN－mg＝ma
得FN ＝ 603 N
4 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。
牛顿第二定律（F=ma）
超重/失重
的受力情况
牛顿第三定律（视重=FN）
运动状态
a方向向上
——超重
a方向向下
——失重
讨论1
以下情况那种物体处于超重？那种处于失重呢？
1
4
3
2
讨论2
站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后边大，再变小。分析力传感器上的人“下蹲”过程中超重和失重的情况，以及运动状态。
a
b
c
d
e
abc段，Fcde段，F>G, 超重，a竖直向上，v向下，向下减速
关于超重和失重，下列说法正确的是(　　)
A.超重现象只会发生在物体竖直向上运动的过程中，超重就是物体所受的重力增加了
B.失重现象只会发生在物体竖直向下运动的过程中，失重就是物体所受的重力减小了
C.完全失重就是物体所受的重力全部消失了
D.不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的
典例例题1
D
D
某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，匀减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是(　　)
A.在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用
B.在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态
C.在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态
D.在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的总重力
典例例题2
(多选)如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程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．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态
C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力小于其重力
D．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于其所受支持力
AB
典例例题3
如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50 kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三。已知重力加速度g取10 m/s2，由此可判断 （　　）
A．电梯可能加速下降，加速度大小为5 m/s2
B．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5 m/s2
C．乘客处于超重状态 D．乘客对电梯地板的压力为500N
典例例题4
B
02
失重
视重 > 实重，加速度a向上
超重
01
课堂总结
视重 ＜ 实重，加速度a向下
03
完全失重
视重 =0，加速度a=g，
04
超、失重计算
利用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析、计算
THANK YOU

展开更多......

收起↑