高中物理人教必修一【新教材精創(chuàng)】4.6 超重和失重課件

1、人教版 必修第一冊4.6 超重和失重站在體重計上向下蹲，你會發(fā)現(xiàn)，在下蹲的過程中，體重計的示數(shù)先變小，后變大，再變小。當人靜止后，保持某一數(shù)值不變。這是為什么呢？思考？太空中的超重和失重現(xiàn)象生活中的超重和失重現(xiàn)象你感受過超重和失重嗎?一、超重、失重的定義1、定性演示：用一個彈簧掛一個鉤碼，觀察鉤碼靜止時和上下運動過程中彈簧長度的變化。2、定量分析知識儲備庫彈簧秤（臺秤）的示數(shù)表示的是物體對彈簧秤的拉力大?。ㄎ矬w對臺秤壓力大?。?視重實重FFFFGG視重：當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)視為“視重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。物體處于平衡狀態(tài)時

2、，對支持面的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔谖矬w本身的重力，即視重等于實重若視重大于實重是超重，反之是失重。3、合作探究：給出器材：彈簧秤，鉤碼（兩人一組）布置任務：1、分工協(xié)作，一個做實驗，一個觀察，并交流彼此感受2、讓彈簧測力計分別處于靜止，緩慢上升，緩慢下降向上運動（從靜止開始突然加速上升，減速上升至最后停止）向下運動（從靜止開始突然加速下降，減速下降至最后停止）觀察測力計的讀數(shù)，看彈簧測力計的讀數(shù)和鉤碼所受重力有什么關(guān)系。運動狀態(tài)速度方向加速度方向比較F與G的大小超重失重的情況勻速上升勻速下降加速上升減速上升加速下降減速下降運動狀態(tài) 速度方向加速度方向比較F與G的大小超重、失重的情況勻速上升上

3、F=G 勻速下降下F=G 加速上升上上FG 超重減速上升上下FG 失重加速下降下下FG 超重你認為什么是超重？什么是失重？4、現(xiàn)象：超重：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。失重：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。思考問題：物體在什么條件下發(fā)生超重和失重？根據(jù)牛頓第二定律: F-G=ma 所以F=G+ma GaGF由牛頓第三定律可知：物體對彈簧秤的拉力F = F G總結(jié)：物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。FmgFa彈簧秤和重物有向上的加速度時aFGGFa彈簧秤和重物有向下的加速度時G - F = ma

4、所以：F = G - ma G由牛頓第三定律可知：物體對彈簧秤的拉力F = F G根據(jù)牛頓第二定律:總結(jié)：物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。減速上升NG 超重加速下降NG 超重 ：物體具有向上的加速度時，它就處于超重狀態(tài)；物體具有向下的加速度時，它就處于失重狀態(tài)與運動的方向無關(guān)。mvmvmvmvGNNG小結(jié)NGGN二、超重和失重的條件超重：（l）超重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象（2）超重的動力學特征：支持面（或懸線）對物體的（向上）作用力大于物體所受的重力（3）超重的運動學特征：物體的加速度向上，它包括可

5、能的兩種運動情況：向上加速運動或向下減速運動失重（1）失重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力 （或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象（2）失重的動力學特征：物體對支持物的壓力 （或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力 （3）失重的運動學特征：物體的加速度向下， 它包括可能的兩種運動情況：向下加速運動或向上減速運動例1：設某人的質(zhì)量為 60 kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，當電梯以 0.25 m/s2 的加速度勻加速上升時，求人對電梯的壓力。g 取 9.8 m/s2。分析 人站在電梯內(nèi)的水平地板上，隨電梯上升過程中受到兩個力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如圖 4.6-6 所

6、示。解 設豎直向上方向為坐標軸正方向。根據(jù)牛頓第二定律，有FNmgmaFN m（g a） 60（9.8 0.25）N 603 N根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯地板的壓力 FN為FN FN 603 N人對電梯的壓力大小為 603 N，方向豎直向下。例2：升降機以0.5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機里的人質(zhì)量是50kg，人對升降機地板的壓力是多大？如圖，人站在升降機的測力計上，測力計的示數(shù)是多大？解：人在升降機中受重力和地面的支持力取豎直向上為正方向根據(jù)牛頓第二定律得F-G=ma由此可得 F=G+ma= m(g+a)代入數(shù)據(jù)得515根據(jù)牛頓第三定律，人對地板的壓力大小也是515，方向豎直向下，

7、所以測力計的示數(shù)就是515若人站在升降機里和升降機一起以重力加速度g下降，測力計的示數(shù)是多少？思考：分析：以人為研究對象，人受到重力和支持力作用根據(jù)牛頓第二定律得G - F = ma=mg由此可得支持力F根據(jù)牛頓第三定律，人對地板的壓力也是，測力計的示數(shù)是完全失重現(xiàn)象：當物體對支持物（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹銜r，我們稱物體處于完全失重狀態(tài)GF=0（1）完全失重現(xiàn)象：當物體對支持物的壓力 （或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹銜r，我們稱物體處于完全失重狀態(tài)（2）完全失重的動力學特征：物體處于完全失重狀態(tài)時，物體對支持物的壓力 （或?qū)覓煳锏睦Γ榱悖?）完全失重的運動學特征：物體處于完全失重狀態(tài)時加速度向

8、下且等于重力加速度。 3.完全失重彈簧測力計無法測量物體的重力，但仍能測量拉力或壓力的大小。無法用天平測量物體的質(zhì)量完全失重的情況下所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用！分析：當杯子自由下落時，杯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。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。完全失重實驗側(cè)面有一個洞的水瓶里面裝滿水，讓水瓶做自由落體運動，水會不會從洞中射出來？為什么？三、超重和失重的實質(zhì)物體處于超重或失重狀態(tài)時，只是物體對支持物的壓力或物體對懸線的拉力不等于物體的重力，物體受到的重力大小和方向還是不變的。四、超重和失重現(xiàn)象的應用人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機都繞地球做圓周運動。所受的地球引力只改變物體的速度方向，不改