4.6+超重和失重+課件【知識專講精研】高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

6、超重與失重高中物理2019人教版必修一第四章運(yùn)動和力的關(guān)系1、理解超重和失重的概念；2、知道產(chǎn)生超重和失重的條件，知道超重與失重的本質(zhì)；3、能夠運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律分析超重和失重現(xiàn)象。4、用科學(xué)的觀點(diǎn)解釋身邊的物理現(xiàn)象；學(xué)習(xí)目標(biāo)二指禪鐵頭功測量重力常用兩種方法：1、G＝mg測量加速度g，用天平測量物體的質(zhì)量。2、利用二力平衡。將待測物體懸掛或放置在測力計(jì)上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。讀數(shù)顯示重力。FN=G一、重力的測量演示超重與失重人站在體重計(jì)上靜止時(shí)，受重力mg

和支持力FN，二力平衡。人體下蹲時(shí)經(jīng)歷加速、減速、靜止過程。視重如何變化？人對體重計(jì)的壓力大小等于人的重力mg。根據(jù)牛頓第三定律,人對體重計(jì)的壓力為：體重計(jì)的示數(shù)稱為視重，即人對體重計(jì)的壓力。二、超重和失重向下加速階段設(shè)豎直向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。人加速向下運(yùn)動的過程中，由牛頓第二定律得mg－FN

＝maFN

＝m（g－a）<mg體重計(jì)的示數(shù)反映的視重小于人所受的重力。物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。人向下減速階段人減速向下運(yùn)動的過程中，加速度方向與運(yùn)動方向相反，有mg－FN

＝－maFN＝m（g＋

a）>mg也可取向上為正

FN

－mg＝ma此時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)大于人受到的重力。物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象。當(dāng)人相對于體重計(jì)靜止不動時(shí)，有FN

＝mg人重力為500N，第一段小于重力，失重，第二段大于重力，超重。是下蹲。下蹲和站起都是先加速再減速。下蹲先失重后超重，站起先超重后失重。下蹲站起失重超重超重失重例1.設(shè)某人的質(zhì)量為60kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，電梯以0.25m/s2

的加速度勻加速上升時(shí)，求人對電梯的壓力。g

取9.8m/s2。解：人受重力mg

和地板的支持力

FN，設(shè)向上為正方向。由牛頓第二定律得FN

－mg＝ma根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯地板的壓力

FN′＝－FN

＝－603

N人對電梯的壓力大小為603N，方向豎直向下。例題講解電梯加速上升（或減速下降），F(xiàn)N>G，人對電梯的壓力將大于人所受的重力，出現(xiàn)超重現(xiàn)象。電梯加速下降（或減速上升），F(xiàn)N<G，人對電梯的壓力將小于人的重力，出現(xiàn)失重現(xiàn)象。如果人在加速下降（或減速上升）的過程中加速度a＝g，那么，體重計(jì)的示數(shù)為0。這時(shí)物體對支持物（或懸掛物）完全沒有作用力，這種現(xiàn)象被叫作完全失重狀態(tài)。三、完全失重例2.一個(gè)質(zhì)量為50kg的人站在電梯中的臺秤上，電梯以2m/s2的加速度向下減速時(shí)，求這時(shí)他對臺秤的壓力。（g=10m/s2）F－mg＝maF=m（g+a）＝600N解：人受到的重力：mg=500N電梯加速下降，a向上根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第三定律，人對臺秤的壓力大小也等于600N，方向豎直向下。avmgF例題講解運(yùn)動情況v的方向a的方向計(jì)算狀態(tài)加速上升上上F-mg=ma超重

加速下降下下mg-F=ma失重

減速上升上下

mg-F=ma失重

減速下降下上F-mg=ma超重四、從加速度的方向來判斷1.超重（視重大于實(shí)重）——物體具有方向向上的加速度。加速上升減速下降——物體具有方向向下的加速度。加速下降減速上升2.失重(視重小于實(shí)重)課堂小結(jié)

取一只塑料瓶，在下端靠近底邊處鉆一個(gè)小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加滿水。提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔處有水噴射出。讓瓶子從某一高處自由下落，會發(fā)現(xiàn)小孔沒有水流出。

當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒有壓力，故水不會噴出。演示實(shí)驗(yàn)實(shí)際中有許多領(lǐng)域涉及超重和失重現(xiàn)象。例如，火箭發(fā)射時(shí)向上的加速度很大，火箭底部所承受的壓力要比靜止時(shí)大得多。如果是載人航天，在火箭發(fā)射階段，航天員要承受數(shù)倍于自身體重的壓力。只有很好地研究材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)、人體自身所能承受的壓力問題，才能使火箭成功發(fā)射、航天員順利飛向太空。航天器在太空軌道上繞地球或其他天體運(yùn)行時(shí)，航天器內(nèi)的物體將處于完全失重狀態(tài)。物體將飄浮在空中，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮，走路時(shí)稍有不慎，將會“上不著天，下不著地”……航天飛機(jī)和空間站軌道上航天器內(nèi)是一個(gè)完全失重的空間在航天器中所有靠重力效應(yīng)工作的儀器都失效彈簧測力計(jì)無法測重力，能測拉力或壓力的大小。天平不能測物體的質(zhì)量1、一個(gè)人蹲在磅秤上不動時(shí)，稱其重力為G，當(dāng)此人突然站起時(shí)，在整個(gè)站起過程中，磅秤的讀數(shù)為()A.先小于G，后大于GB.先大于G，后小于G

C.大于GD.小于GB課堂練習(xí)2、在太空站的完全失重環(huán)境中，能繼續(xù)使用的是（）A.水銀溫度計(jì)B.天平C.體重計(jì)D.彈簧秤AD3、如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計(jì)空氣阻力）。下列說法正確的是（）A.在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B.上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C.下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力A課堂練習(xí)ABv4、舉重運(yùn)動員在地面上能舉起120kg的重物，而在運(yùn)動著的升降機(jī)中卻只能舉起100kg的重物，求升降機(jī)運(yùn)動的加速度。若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降機(jī)中，此運(yùn)動員能舉起質(zhì)量多大的重物？(g取10m/s2)課堂練習(xí)解：G=100×10N=1000NF=120×10N=1200NF－G=ma1a1=2m/s2加速度向上超重狀態(tài)人的舉力不變mg－F=ma2m=160kg加速度向下失重狀態(tài)1、超重、失重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谥亓槌兀∮谥亓槭е亍?、a向上（加速上升、減速下降）時(shí)超重，