超重与失重高一上学期物理人教版2019必修一

4.6超重和失重新知导入方法一:（牛顿第二定律）先测量物体做自由落体运动的_________,再用________测量物体的质量m,利用牛顿第二定律得________。方法二:（二力平衡）利用力的___________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________状态,这时测力计的示数反映了物体所受的重力的大小。阅读课本109“重力的测量”并填空加速度g天平G=mg平衡条件静止一、重力的测量静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。支持力FN压力FN′问题：体重计的读数与物体重力为什么相等？支持力FN重力G读数反映压力读数压力支持力重力G二、超重与失重GF1视重:测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。例如人站在体重计上时，体重计的示数称为视重。（是可变的）实重:物体实际的重力大小。（是不变的）结论:静止或匀速状态下，视重=实重。什么情况下视重与视重不相等呢？二、超重与失重2.失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）小于物体所受重力现象1.超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）大于物体所受重力现象FN>

mg即：视重>实重FN<

mg即：视重<实重二、超重与失重问题：如何判断物体处于超重还是失重？超重和失重02实验探究超重与失重正常运行超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体重力的现象。失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体重力的现象。超重（失重）现象并不是重力变大（变小），而是支持力大于（小于）重力。实验探究超重与失重运动状态运动性质示数情况静止平衡状态上升加速上升匀速上升减速上升下降加速下降匀速下降减速下降加速度方向/向上/向下向下向上/示数情况正常偏大正常偏小偏小正常偏大结论：当加速度向上时，物体发生超重现象超重超重失重失重当加速度向下时，物体发生失重现象。超重失重现象与速度方向无关，只有加速度方向有关。数据分析根据牛顿第二定律:F-G=ma

所以F=G+ma>GaGF由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=F>G总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。FmgF′a弹簧秤和重物有向上的加速度α时理论分析aFGGFa弹簧秤和重物有向下的加速度α时G-F=ma所以：F=G-ma<G由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=F<G总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。理论分析减速上升N<G失重减速下降N>G超重加速下降N<G失重加速上升N>G超重

：物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态；物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态与运动的方向无关。mvamvamvamvaGNNG小结NGGN三.超重和失重的条件例1：设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/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。例题分析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＝maFN＝m（g＋a）＝60×（9.8＋0.25）N＝603N根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力FN′为FN＝－FN＝－603N人对电梯的压力大小为603N，方向竖直向下。例题分析若人站在升降机里和升降机一起以重力加速度g下降，测力计的示数是多少？思考：分析：以人为研究对象，人受到重力Ｇ和支持力Ｆ作用．根据牛顿第二定律得G-F=ma=mg由此可得支持力F＝０根据牛顿第三定律，人对地板的压力也是０，测力计的示数是０完全失重现象：当物体对支持物（或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态．GF=0四.完全失重在盛水的水瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水会不会从小孔流出，这是为什么？当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小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。在航天器中所有靠重力效应工作的仪器都失效！

弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量生活中的完全失重利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造泡沫金属生活中的完全失重太空中的超重和失重现象太空中的超重和失重现象解释太空中的完全失重现象宇航员只受重力，处于完全失重状态。课堂练习1.下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是（）A.用天平测量物体的质量；B.用弹簧测力计测物体的重力；C.用温度计测太空实验舱内的温度；D.用水银气压计测太空实验舱内气体的压强。C课堂练习2、一人站在体重计上，在他蹲下到停止的过程中，体重计的示数（）A.先小于体重，后大于体重，最后等于体重B.先大于体重，后小于体重，最后等于体重C.先小于体重，后等于体重D.先大于体重，后等于体重A课堂练习3、一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度，人对电梯底部的压力为（）A.mg/3B.2mgC.mgD.4mg/3D课堂总结一、重力的测量测量重力常用的两种方法：一种方法利用牛顿第二定律G＝mg；另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。二、超重和失重1.超重：α向上视重>重