《第六节 失重和超重》课件-高中物理-必修 第一册-粤教版

高中物理第六节：失重与超重现象

主讲人：目录01失重与超重概念02失重现象分析03超重现象分析04失重与超重的计算05失重与超重的实验探究06失重与超重的教育意义失重与超重概念01定义与区别超重是指物体在加速运动或受到外力作用时，所受的重力支持力大于其实际重量的状态。超重的定义失重是指物体在自由落体运动中，所受的重力支持力为零的状态。失重的定义形成原因在自由落体运动中，物体所受的重力与支持力平衡，导致物体表现出失重状态。自由落体运动01当物体在圆周运动中，离心力大于重力时，物体内部的乘客会感受到超重现象。离心力作用02在加速上升或下降的电梯中，乘客会经历超重或失重的感觉，因为加速度改变了重力的感知。加速度变化03在地球引力场较弱的区域，如高空或远离地球的太空站，物体的重力感受会减弱，产生失重现象。地球引力场变化04失重现象分析02失重环境下的物理变化流体行为改变物体的浮力消失在失重状态下，物体不再受到浮力作用，如在太空中水滴会形成完美的球形。失重环境下，流体不再遵循地面上的流动规律，例如微重力下的液体表面张力现象。物体间相互作用减弱由于重力的缺失，物体间的相互作用力显著减少，如宇航员在太空中可以轻易推动大型物体。失重对物体运动的影响在失重状态下，物体不再受到重力的约束，运动的自由度显著增加，可进行多方向运动。物体运动的自由度增加失重条件下，物体间的相互作用力不再受重力影响，如碰撞和接触力等将发生变化。物体间相互作用的变化失重环境下，物体的运动轨迹不再遵循地球表面的重力约束，可实现直线或曲线运动。物体运动轨迹的改变在失重环境中，物体的运动状态更易受微小力的影响，稳定性降低，容易产生漂浮和旋转。物体运动状态的稳定性01020304失重在太空中的应用宇航员在太空中进行太空行走时，利用失重环境进行设备维修和科学实验。太空行走01在国际空间站进行的微重力实验，如流体物理和材料科学实验，依赖失重状态揭示新现象。微重力实验02超重现象分析03超重的产生条件当电梯加速下降或汽车急刹车时，乘客会感受到超重现象。加速度方向向下在高速旋转的游乐设施中，乘客因离心力作用而感到身体被压向座椅。离心力作用在飞机进行俯冲动作时，机上人员会经历超重，因为重力加速度暂时增大。重力加速度增加超重对物体的影响超重条件下，物体承受的力增大，可能导致结构变形或损坏，如过载的飞机机翼。物体结构应力增加物体在超重状态下，表面与接触面之间的摩擦加剧，导致磨损速度加快，如超重的行李箱在地面上的拖拽痕迹。物体表面磨损加剧超重现象下，物体的加速度增加，运动状态发生改变，例如电梯加速上升时乘客感受到的额外压力。物体运动状态改变超重导致物体内部各部分间相对运动的摩擦力增加，可能加速磨损，如超载车辆的刹车系统。物体内部摩擦力增大超重在日常生活中的例子飞机在起飞和降落时，乘客会感受到身体被压向座椅，这是因为飞机加速度变化引起的超重现象。飞机起飞和降落在过山车急速转弯时，乘客会感到被压在座椅上，这是因为离心力导致的超重感。过山车的急转弯当电梯快速上升或下降时，乘客会感受到身体重量的增加或减少，这就是超重和失重现象。乘坐快速电梯失重与超重的计算04计算公式介绍在自由落体运动中，物体所受的重力与支持力相等，表现为失重状态。失重状态下的力平衡01超重现象的计算02当物体加速上升或在圆周运动中，所受的向心力大于重力，产生超重现象。实际问题中的应用在过山车的最高点和最低点，乘客会经历失重和超重现象，这与速度和加速度的变化有关。乘坐过山车时的超重与失重宇航员在太空中漂浮，是因为他们处于微重力环境中，这是失重现象的一个典型例子。宇航员在太空中的失重体验当电梯快速上升时，乘客会感到身体被压向地板，这是因为电梯的加速度导致了超重现象。电梯加速上升时的超重感计算实例演示自由落体运动中的失重计算在自由落体运动中，物体的重力完全用于加速度，此时物体处于失重状态，计算公式为F=ma。电梯加速上升时的超重计算当电梯以加速度a向上加速时，人体会感受到超重，此时的表观重力F=mg+ma。过山车顶点的失重感计算在过山车到达最高点时，由于向心加速度，乘客会感受到失重，计算公式为F=mv²/r。飞机急转弯时的超重计算飞机在做急转弯时，乘客会感受到超重，此时的超重力F可以通过向心力公式F=mv²/r计算得出。失重与超重的实验探究05实验目的与原理通过实验操作，学生能够探究在非惯性参考系中重力与惯性力之间的相互作用。实验中通过测量不同质量物体在加速度下的表现，验证牛顿第二定律的适用性。通过实验，学生能够直观理解物体在不同加速度下所表现出的失重与超重现象。理解失重与超重概念掌握牛顿第二定律探究重力与惯性力的关系实验步骤与注意事项实验步骤首先，设置一个可自由升降的平台，然后将物体放置在平台上，通过升降平台模拟失重和超重环境。注意事项在进行实验时，确保所有设备安全可靠，避免因设备故障导致的意外伤害或数据误差。实验结果分析实验中，物体在自由落体时的加速度为零，测量数据表明其重量为零。失重状态下的测量数据分析实验中可能出现的误差，如测量工具的精度限制，以及如何通过重复实验来修正。实验误差的识别与修正通过旋转座椅实验，观察到离心力作用下物体重量增加的现象。超重现象的观察记录通过对比实验数据与理论预测，验证了失重与超重现象的物理原理。实验结论的验证失重与超重的教育意义06物理教学中的重要性通过失重与超重现象的学习，学生能更好地理解物体在不同加速度下的运动状态。培养空间感和理解力探讨失重与超重现象，可以激发学生对物理现象背后科学原理的好奇心和探究欲。激发科学探究兴趣理解失重与超重现象有助于学生将物理知识应用于日常生活，如乘坐电梯时的体验。应用到实际生活培养学生科学思维通过失重与超重现象的学习，激发学生对物理概念的深入理解与空间想象力的提升。理解力与想象力的培养通过实验演示失重与超重，让学生亲自观察并记录数据，培养科学实验和观察分析的能力。实验与观察技能的锻炼跨学科知识的融合数学在物理中的应用哲学思考与物理现象技术与物理的结合历史视角下的物理发展通过解析失重与超重的数学模型，学生能更好地理解物理现象背后的数学原理。探讨历史上对失重与超重现象的认识，如伽利略的自由落体实验，增加学生的历史意识。介绍现代技术如何利用失重与超重原理，例如在航天器设计和运动训练中的应用。引导学生思考失重与超重现象对人类哲学观念的影响，如对空间和时间概念的重新定义。高中物理第六节：失重与超重现象(1)

失重现象01失重现象

失重，即物体在某一方向上的重力作用被部分或完全抵消，使物体感受不到原本应有的重力作用。这种状态通常在物理环境中发生，特别是在太空环境。当我们进入太空时，会发现宇航员可以轻松地漂浮在空中，这是因为太空中的重力几乎为零。在这种情况下，宇航员和飞船处于一个完全失重的状态。除此之外，当乘坐高速电梯上升时，由于加速度与重力方向相反，也可能体验到短暂的失重状态。这种状态下，物体的重量似乎减轻了。这种现象对我们的日常生活有重要影响，例如在制药、食品加工和航天工程中都需要考虑到失重的特殊条件。超重现象02超重现象

与失重相反，超重是指物体受到的力大于其实际重力。当我们在电梯中向上或向下加速时，往往会感到自己受到了更大的重力作用，这就是超重现象。在物理学中，超重现象常常伴随着加速度的出现。当物体的加速度方向与重力方向相同时，物体就会感受到超重效应。这种现象在车辆事故、地震等自然灾害中尤为明显。在这些情况下，物体的重量似乎增加了。超重现象对工程师和结构设计师来说尤为重要，他们需要确保建筑和结构设计能够承受可能的超重负载。同时对于研究加速度的物理现象具有十分重要的作用和价值，同样它也揭示了力场效应和人类活动对抗物理规律的场景以及平衡被打破的情景的关联。结论03结论

总的来说，失重和超重是物理学中重要的概念，它们在我们的日常生活中无处不在。通过研究这两种现象，我们可以更深入地理解力和运动的关系以及加速度如何影响我们的感知和周围环境的变化。无论是探索太空、乘坐电梯还是设计建筑和结构时，我们都需要考虑到失重和超重的影响。希望我们能够在这一节的物理课程中更深入地理解这些概念并发现更多关于它们的有趣应用和挑战。让我们继续探索物理世界的奥秘并寻找新的发现和创新！高中物理第六节：失重与超重现象(2)

失重现象01失重现象

1.自由落体运动当物体在真空中自由下落时，由于没有空气阻力，物体处于完全失重状态。此时，物体对接触面的压力为零。2.卫星绕地球运动卫星在绕地球运动时，受到地球引力的作用，同时具有向心加速度。在这种情况下，卫星处于失重状态，对接触面的压力为零。3.高速电梯下降卫星在绕地球运动时，受到地球引力的作用，同时具有向心加速度。在这种情况下，卫星处于失重状态，对接触面的压力为零。

超重现象02超重现象

当物体在真空中自由上升时，由于没有空气阻力，物体处于完全失重状态。但在此过程中，物体受到向上的推力，使得物体对接触面的压力增大。1.自由上升运动

当电梯以一定速度上升时，电梯内的物体受到向上的推力，使得物体对接触面的压力增大。3.高速电梯上升

卫星在绕地球运动时，受到地球引力的作用，同时具有向心加速度。在这种情况下，卫星对接触面的压力增大。2.卫星绕地球运动失重与超重现象的应用03失重与超重现象的应用

1.高空作业在高空作业中，利用失重现象，可以使工人减轻劳动强度，提高工作效率。

2.火箭发射火箭在发射过程中，利用超重现象，可以提高火箭的推力，使其克服地球引力，顺利进入太空。

3.卫星发射卫星在发射过程中，利用超重现象，可以提高卫星的运载能力，使其顺利进入预定轨道。高中物理第六节：失重与超重现象(3)

什么是失重？01什么是失重？

失重状态是指物体受到的重力减小到几乎为零的状态，这通常发生在地球的卫星轨道上或航天器的太空中。在这种状态下，物体的惯性似乎消失了，即无论施加多大的力，物体都不会产生运动。失重状态下的物体不受重力作用，因此在进行各种实验时，科学家们能够更好地研究物体的行为。什么是超重？02什么是超重？

超重状态则是指物体所受的重力增加的现象，当一个物体被悬挂在电梯里，并且电梯加速上升时，该物体会感受到额外的向上的力，这种力超过了其自身的重量。超重现象在生活中也有许多实例，比如乘坐过山车时，乘客可能会感觉到比正常情况下更重一些。失重与超重对人类的影响03失重与超重对人类的影响

失重环境在太空探索中扮演着重要角色，它使宇航员能够在微重力环境中进行科学实验，如植物生长和材料测试。此外，在医学领域，失重条件也被用于模拟某些疾病的发展过程，帮助研究人员更好地理解疾病的机制。超重现象则常见于日常生活中，例如乘坐电梯时的快速上升过程。尽管这种感觉并不真实，但它确实反映了物体受到的额外力。了解这些基本的物理现象有助于我们在现实生活中做出更明智的选择和决策。总结04总结

通过理解和掌握失重与超重的概念，我们可以更好地认识和利用自然界的规律。无论是太空探索还是日常生活中的各种现象，都有其背后的物理原理。通过不断的学习和实践，我们不仅能深化对物理学科的理解，还能培养出解决问题的能力和创新思维。希望每位同学都能在这门课中学有所得，享受探索物理奥秘的乐趣！高中物理第六节：失重与超重现象(4)

失重现象01失重现象

失重，简单来说，就是物体所受的重力部分或全部被抵消，产生悬浮或者失重状态的现象。当我们乘坐电梯时，向上加速或者向下减速的过程中，我们会感到一股向上的力量，这就是失重现象。在这个过程中，物体的重力被电梯的加速度所抵消，给人一种“轻飘飘”的感觉。在物理实验中，失重环境为我们提供了一种无重力干扰的实验条件。例如，在国际空间站中，宇航员可以在失重环境下进行各种科学实验和物理实验，这种环境消除了地球重力对实验的影响，使得实验结果更加准确。超重现象02超重现象

与失重现象相反，超重现象是指物体所受的重力超过其实际值的现象。当我们乘坐电梯下行并加速，或者上行减速时，我们会感到一种向下的力量，这就是超重现象。在这个过程中，物体的重力与电梯的加速度叠加，给人一种“重压”的感觉。在游乐场的大型娱乐设施中，如过山车等，常常会出现超重现象。当过山车急速上升或下降时，乘客会感到一种强烈的力量压迫在身上，这就是超重现象。在物理学中，超重现象也会对物体的稳定性和受力产生重大影响。失重与超重的原理及应用03失重与超重的原理及应用

失重和超重现象的根源在于加速度的存在，当物体的加速度