资源简介

(共43张PPT)
人教版(2019)必修 第一册
完成一个小目标，需要一个大智慧！
授课教师：
4.6超重和失重
l.认识超重和失重现象，理解超重和失重的含义。（物理观念）
2.运用牛顿运动定律，分析超重和失重问题。（科学思维）
3.识别图像内涵，获取图像信息，求解联系实际的相关超重和失重问题。（科学思维）
学习目标
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
知识回顾
1.物体加速度方向与速度方向同向时，物体做 ____ 运动；若加速度方向与速度方向相反时，物体会做 ____ 运动
2.牛顿第三定律_______________________
3.求同一直线上的两个力的合力时，同向____，反向____。
4.牛顿第二定律表达式：______,其中F表示物体所受的____。
加速
减速
合力
两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
相加
相减
重力的测量
01
重力的测量
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。
思考
用手拉弹簧测力计挂钩时，有无示数？
用手压台秤称台时，
有无示数？
弹簧测力计与台秤的示数究竟指的是哪一个力的大小？
思考
拉力的大小
压力的大小
视重和实重
视重:物体对支持物的实际作用力
（测力计的示数） （是可变的）
依据：牛顿第三定律
结论:静止或匀速状态下,视重 = 实重
实重:物体实际的重力大小。（是不变的）
超重和失重
02
超重和失重定义
超重：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（即： ），叫作超重现象。
完全失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）为零现象（即： ），叫作完全失重现象（此时 ）。
失重：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（即： ），叫作失重现象。
感受超重失重
想一想：手托课本迅速向上举、迅速向下托，有什么不同的感觉呢？
实验
试一试：弹簧测力计挂着重物快速向上运动时示数跟静止时对比有何区别？
问题思考
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？
体重计的示数会变化呢？
称体重
静止站立

蹲下

起立
规律总结
类型 V的方向 (向上/向下) a的方向 (向上/向下) 现象 (>或<) 结论
(超重/失重)
加速下降 FN mg
减速下降 FN mg
加速上升 FN mg
减速上升 FN mg
从表格中可以得出什么规律呢？
规律总结
类型 V的方向 (向上/向下) a的方向 (向上/向下) 现象 (>或<) 结论
(超重/失重)
加速下降 FN mg
减速下降 FN mg
加速上升 FN mg
减速上升 FN mg
加速度方向向下为失重加速度方向向上为超重
从表格中可以得出什么规律呢？
下蹲过程分析
选取人为研究对象。对人体进行受力分析可知人受到重力 mg 和体重计对人的支持力 FN，下蹲时分为几个运动阶段？
G
FN
人在下蹲的过程中，先后经历加速向下、减速向下、静止三个阶段。
蹲下中：加速向下
加速向下时，选取人为研究对象，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
失重
失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象，叫作失重（weightlessness）现象。
特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。
举例：
蹲下中：减速向下
同理：减速向下时，选取人为研究对象，设竖直向下方向为坐标轴正方向。
人减速向下运动的过程中，加速度方向与运动方向相反
超重
超重：物体对支持物的压力对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象，叫作超重（overweight）现象。
特征：物体加速度向上，
视重变大，实重不变。
举例：
1.超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变。
超重与失重的本质：
2.无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化。即“实重”并没有变化。
a方向向上
——超重
加速上升
减速下降
a方向向下
——失重
加速下降
减速上升
想一想：以下情况那种物体处于超重？那种处于失重呢？
站立中
设竖直向上方向为坐标轴正方向。
1.人加速向上运动的过程中
由牛顿第二定律
2.人减速向上运动的过程中
由牛顿第二定律
a
v
a
v
超重
失重
如何解释弹簧测力计的示数变化呢？
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。分析力传感器上的人“下蹲”“站起”两个过程中超重和失重的情况。
【典例】小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是（　 ）
A．a点对应时刻，小明向下的速度最大
B．a点对应时刻，小明向下的加速度最大
C．b点对应时刻，小明处于超重状态
D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
A
教材例题
【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。
【分析 】重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如图所示。
教材例题
【解析】设竖直向上方向为坐标轴正方向。根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力为
人对电梯的压力大小为 603 N
方向为竖直向下。
当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？
FN = m(g – a) 即：FN =0
由mg –FN= ma得
想一想
完全失重
物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力
0
注意：在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
弹簧测力计无法测量物体的重力
无法用天平测量物体的质量
但仍能测量拉力或压力的大小.
完全失重
练习巩固
课本P112.3：火箭发射时，航天员要承受超重的考验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到3.5g，平时重力为10N的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大
课堂小结
超 重
失 重
完全失重
（特例）
超重和失重
FN > mg
a向上
一、重力的测量
平衡条件G=mg
FN < mg
a 向下
FN = 0
a = g
超重、失重的本质：视重改变，实重不变
二、超重和失重
超重、失重的判别方法：
加速度方向向下为失重
加速度方向向上为超重
判断超重和失重的方法
今天我们学到的知识只是沧海一粟，知识无穷无尽，希望同学们继续努力，让自己成为一个知识渊博的人！
1.『判一判』
(1)物体向上运动时一定处于超重状态。(　　)
(2)物体减速向下运动时处于失重状态。(　　)
(3)物体处于失重状态时重力减小了。(　　)
(4)超重就是物体的重力变大的现象。(　　)
(5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力。(　　)
(6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(　　)
课堂练习
× 　
× 　
× 　
× 　
√　
√　
2.(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确的是(　　)
A.电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2
B.电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2
C.电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2
D.电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2
解析：
BC
小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为a＝ ＝m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误．
3.2022年3月23日，在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站内，航天员王亚平观察到北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”被抛出后近似做匀速直线运动，不计空气阻力。则刚抛出后（ ）
A．“冰墩墩”不受外力
B．“冰墩墩”的合外力为零
C．“冰墩墩”处于完全失重状态
D．该运动过程可以用来验证牛顿第一定律
C
4.某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是(　　)
A.该同学处于超重状态
B.该同学处于失重状态
C.体重计示数先减小后增大
D.体重计示数先增大后减小
解：人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误．
D
5.质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)(　　)
A.60 kg B.90 kg
C.65 kg D.30 kg
解析：当电梯静止时体重计示数为mg，所以此时体重计读数为F1＝60×10 N＝600 N.当电梯以5 m/s2的加速度向上做匀加速运动时，对人根据牛顿第二定律，得F2－mg＝ma，得F2＝m(g＋a)＝60×(5＋10) N＝900 N．由牛顿第三定律得知，人对体重计的压力大小为F′2＝F2＝900 N．则显示人的质量为m＝ kg＝90 kg.
B
6.(多选)炎热的夏季，有一种网红水上娱乐项目“水上飞人”十分火爆，其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力，让人腾空而起或平衡或变速运动，下列说法正确的是（　　）
A．水对装置向上的反冲动力大于装置对水向下的压力
B．人悬空静止时，既不是超重现象，也不是失重现象
C．整体向上减速运动是超重现象
D．人悬空静止时，水的反冲动力等于人与装置的重力
BD
THANKS

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