2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第4章运动和力的关系第6节超重和失重课件

1、超重与失重1.物体的重力是怎样产生的？ 测量显示的读数是指物体对台秤的压力大小（或对弹簧秤的拉力）2、怎样使用测力计测量物体重力呢？ 通常情况下,我们要保持物体静止或匀速直线运动状态,即平衡态,再来读取测力计的读数.我知道由于地球吸引而使物体受到的力 G=mg一、重力及其称量（视重）（实重） 把一块物体挂在弹簧秤上保持静止或匀速直线运动,证明物体对弹簧秤拉力的大小等于物体重力的大小.FFG相互作用力：F=F平衡力：F=G所以： F=G同理；台秤所受到的压力大小等于平衡状态物体的重力大小 物体处于平衡状态时,弹簧秤的示数或台秤的示数等于物体的重力大小思考分析物体的受力情况：FGav物体向上加速时

2、：加速度向上根据牛顿第二定律：FGmaF ma G G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F（弹簧秤的示数）大于物体的重力.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体受到的重力的情况称为超重现象.超重例题一个质量为70Kg的人乘电梯下楼.快到此人要去的楼层时,电梯以3m/s2的加速度匀减速下降,求这时他对电梯地板的压力（g=10m/s2）vaFmgmaFmg解人向下做匀减速直线运动,加速度方向向上.根据牛顿第二定律得：F 910N根据牛顿第三定律,人对地板的压力大小也等于910N,方向竖直向下.条件实验和例题可以看出产生超重现象的条件物体存在向上的加速度两种情况：加速上升减速下降超重信息

3、超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时,处于超重状态,特别是在升空时,超重可达重力的9倍,超重使人不适,起初会感到头晕、呕吐,超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时,颈骨已不能支持头颅,有折断的危险. 所以升空时宇航员必须采取横卧姿势,以增强对超重的耐受能力.宇航员的平躺姿势中你能举出生活中有关超重现象的实例吗？FGav思考物体向上减速时：加速度方向向下根据牛顿第二定律：G F maF G ma G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F（弹簧秤的示数）小于物体的重力用弹簧秤匀速拉物体时,突然向上减速运动,弹簧秤的示数如何变化？物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于

4、物体所受到的重力的情况称为失重现象.失重 在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降,台秤的示数是多少？若升降机自由下落,台秤的示数又是多少？解： 当升降机匀加速下降时,根据牛顿第二定律可知： mg F ma F mg ma 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N.当a1=2.5m/s2,F1=300N当自由下落时,a2=g,F2=0N例题vaFmg物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象.完全失重物体存在向下的加速度两种情况：加速下降减速上升 物体的 的加速度等于g两种情况：自由落体竖直上抛 太空中的失重环

5、境人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都将处于完全失重状态物体将飘在空中；液滴成绝对的球形,宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔空间站中的宇航员运动情况 a方向视与G大小关系超失重情况加速上升减速上升加速下降减速下降情景分析,总结规律超重超重失重失重自由下落完全失重V方向视G视G视=0视G超重：加速上升 减速下降失重：减速上升 加速下降（1）超重或失重问题中,重力大小改变了吗？ （2）完全失重状态中,哪些物理现象会消失？由重力引起的相关现象均会消失我学会啦！超重、失重的本质1、重力不变2

6、、物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化练习1.下列四个实验中,不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( )A.用弹簧秤测物体的重力B.用天平测物体的质量C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强ABD 在体重计上下蹲的过程中,体重计的示数怎样变化？过程分析： 由静止开始向下运动,速度增加,具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度变为零,故还有一个向下减速的过程,加速度向上（超重）.思考：如果人下蹲后又突然站起,情况又会怎样？我感受到啦！这是因为液体受到重力而使内部存在压力,小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出.当瓶子自由下落时,瓶中的水处于完全失重状态,小

7、孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力,小孔没有水流出.思考瓶中的水会流出吗?小 结特例：完全失重：（a=g）超重与失重重力始终不变现象：视重：F压（F拉）G（实重）条件：a超重现象： 视重：F压（F拉）G（实重）条件： a失重 “超重”、“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关,只决定于物体的加速度方向加速上升和减速下降减速上升和加速下降三、从动力学看落体运动1、自由落体运动（1）自由落体运动定义GF合 =G=mg（2）自由落体加速度 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.V0=02、竖直上抛运动（1）竖直上抛运动定义F合 =G=mg（2）竖直上抛运动加速度 物体以一定的初速度竖直向上

8、抛出后只在重力作用下的运动.GV0方向竖直向下.2、竖直上抛运动（3）竖直上抛运动研究方法规律公式： 整体处理：以向上方向为正方向,竖直向上抛运动是一个加速度为-g的匀减速直线运动.GV0 分过程处理：上升过程；a=-g的匀减速直线运动 （最高点：Vt=0, a=-g) 下降过程; Vt=0, a=g的自由落体运动例与练3、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个石子,不考虑空气阻力,求5s末石子速度和5s内石子位移.(g=10m/s2).V0 以向上方向为正方向.x正xVt1.如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对

9、静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是（ ）A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动A D2. 如图所示,小车上固定着一根弯成角的轻杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：小车静止；小车以加速度a水平向右加速运动.GF 在升降机（电梯）中测人的体重,已知人的质量为40kg,升降机加速度的大小为2.5m/s2 ,根据下列 五种情景,求人对体重计的压力分别是多少？（g取10 m/s2)创设情景,加深认识情景一：升降机匀加速上升情景二：升降机匀减速上升情景三：升降机匀加速下降情景四：升降机匀

10、减速下降情景五：升降机自由下落运动情况 V方向a方向大小超失重情况加速上升减速上升加速下降减速下降情景分析,总结规律500N300N300N500N超重超重失重失重自由下落 0 N完全失重1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种情况下,弹簧秤的读数最小： A、升降机匀速上升 B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升 C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升 D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降C2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中,有一质量为m的人,下列说法中正确的是： A、此人对地球的吸引性为 m(g+a) B、此人对电梯的压力为 m(g+a) C、此人受的重力为 m(g+a) D、此人的视重为 m(g+a)BD练习 环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体的重力的.那说明宇宙飞船内的物体都处于完全失重状态,飞船内的空间是一完全失重的空间. 一、超重和失重 乘坐电梯时,电梯里站满了人,你还想挤一挤坐这一趟电梯,刚跨进去,警报就响起来了,于是听到电梯里有人说：超重了. 从顶楼下到一楼时,电梯一直都正常运行着,在到达一楼并开始停止时,警报响了,这又是什么原因呢？ 坐过山车时, 在到达顶点时,人有种被抛起来的感觉,在最低点,可以感觉到人与凳子间压力增大. 蹦极时,从跳下到绳子还没有被拉直时,绳对人没有拉力,绳被拉直时,可以感觉绳上