【公開(kāi)課】超重和失重+課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

4.6超重和失重重力對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不陌生，重力的測(cè)量我們感覺(jué)也非常簡(jiǎn)單，那么利用我們學(xué)過(guò)的知識(shí)，你能想起幾種

測(cè)量重力的方法呢？一、重力的測(cè)量（一）1.先測(cè)物體自由落體時(shí)的重力加速度g2.再用天平測(cè)物體的質(zhì)量m3.由牛頓第二定律求重力G=mg（二）將待測(cè)物體懸掛或放置在測(cè)力計(jì)上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)物體所受的重力和測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力或支持力的大小相等，測(cè)力計(jì)的示數(shù)反映了物體所受的重力大小。這是測(cè)量重力最常用的方法。靜止（或勻速）時(shí)，壓力與支持力是作用力與反作用力，支持力與重力是平衡力。支持力FN壓力FN′想一想：體重計(jì)的讀數(shù)與物體重力為什么相等？支持力FN重力G讀數(shù)反映壓力讀數(shù)壓力支持力重力G二、視重1.視重：測(cè)力計(jì)（體重計(jì)）的示數(shù)，反映的是物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笮　gFN2.實(shí)重：物體實(shí)際的重力大小。它是不變的依據(jù)：牛頓第三定律。3.視重與實(shí)重相等的條件：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。視重總是等于實(shí)重嗎？如圖所示，選取人為研究對(duì)象。人體受到重力mg和體重計(jì)對(duì)人的支持力FN，這兩個(gè)力的共同作用使人在下蹲的過(guò)程中，先后經(jīng)歷加速、減速和靜止三個(gè)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(dòng)的過(guò)程中(如圖)，根據(jù)牛頓第二定律，有即體重計(jì)的示數(shù)所反映的視重（力）小于人所受的（實(shí)重）重力。mg－FN=maFN=m（g－a）<mg如果加速度方向不變，速度方向反向呢？三、失重1、定義：物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。2.特征：物體加速度向下（與速度方向無(wú)關(guān)），視重變小，實(shí)重不變。3、舉例：

4、完全失重：當(dāng)加速度a=g時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀榱愕??？梢耘e更多生活中的例子嗎？自由落體運(yùn)動(dòng)的物體解：當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶子中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒(méi)有壓力，故水不會(huì)噴出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用來(lái)產(chǎn)生重力加速度。想一想：裝滿水的有孔瓶子自由下落時(shí)，瓶子中的水是否噴出？航天器內(nèi)的物將處于完全失重狀態(tài)。完全失重時(shí)，物體將飄浮在空中，液滴呈球形利用完全失重制造理想的滾珠05、注意：在航天器中所有和重力有關(guān)的儀器都無(wú)法使用！彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)法測(cè)量物體的重力無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小.人減速向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，有此時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)（視重）大于人受到的（實(shí)重）重力。mg－FN=－maFN=m（g+a）>mg也可以設(shè)加速度大小為a，則FN－mg

=maFN=m（g+a）>mg如果加速度方向不變，速度方向反向呢？1、定義：物體對(duì)支持物的壓力對(duì)懸掛物的拉力（視重）大于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象。2、特征：物體加速度向上（與速度方向無(wú)關(guān)），視重變大，實(shí)重不變。3、舉例：四、超重五、超重與失重的幾種類型結(jié)論：當(dāng)加速度方向向上時(shí)，物體發(fā)生超重現(xiàn)象，當(dāng)加速度方向向下時(shí)，物體發(fā)生失重現(xiàn)象。加速上升減速上升加速下降減速下降三、理論推導(dǎo)超重和失重GFF-G=ma解得F=G+maF>G超重GFG-F=ma解得F=G-maF<G失重GFG-F=ma解得F=G-maF<G失重GFF-G=ma解得F=G+maF>G超重視重>實(shí)重F>G

超重視重<實(shí)重F<G

失重結(jié)論：aa運(yùn)動(dòng)狀態(tài)V的方向a的方向受力分析根據(jù)牛頓第二定律比較視重F和實(shí)重G大小現(xiàn)象加速上升減速上升加速下降減速下降當(dāng)a=g時(shí)，F(xiàn)=0,物體處于完全失重狀態(tài)1.所謂超重與失重，只是拉力(或支持力)的增大或減小，是“視重”的改變。2.無(wú)論是超重還是失重，物體所受的重力都沒(méi)有變化。即“實(shí)重”并沒(méi)有變化。六、超重、失重本質(zhì)

人站在力傳感器上完成下蹲動(dòng)作。觀察計(jì)算機(jī)采集的圖線。分析力傳感器上的人“下蹲”“站起”兩個(gè)過(guò)程中超重和失重的情況?！号幸慌小?1)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)一定處于超重狀態(tài)。(

)(2)物體減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)。(

)(3)物體處于失重狀態(tài)時(shí)重力減小了。(

)(4)超重就是物體的重力變大的現(xiàn)象。(

)(5)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體對(duì)地板的壓力小于重力。(

)(6)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體處于完全失重狀態(tài)。(

)學(xué)習(xí)檢測(cè)×

×

×

×

√

√

例1.處于完全失重狀態(tài)下，下列物品不能正常使用的是：A、天平B、刻度尺C、溫度計(jì)

D、彈簧秤測(cè)重力E、圓珠筆F、水銀氣壓計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)法測(cè)量物體的重力，但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小處于完全失重狀態(tài)下，所有和重力有關(guān)的儀器都無(wú)法使用！ADEFD

某次跳傘大賽中運(yùn)動(dòng)員在一座懸崖邊跳傘的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可簡(jiǎn)化為：運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)懸崖后先做自由落體運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，展開(kāi)降落傘，勻減速下降，達(dá)到安全落地速度后勻速下降。下列說(shuō)法正確的是(

) A.在自由落體運(yùn)動(dòng)階段，運(yùn)動(dòng)員處于完全失重狀態(tài)，故而不受重力作用 B.在自由落體運(yùn)動(dòng)階段，運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài) C.在減速下降階段，運(yùn)動(dòng)員和降落傘處于失重狀態(tài) D.在勻速下降階段，降落傘和運(yùn)動(dòng)員受到空氣阻力的大小等于運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總重力例2

升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧式臺(tái)秤，秤盤放一個(gè)質(zhì)量為20kg的物體(g＝10m/s2)，求： (1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大?。?(2)當(dāng)升降機(jī)以1m/s2的加速度豎直上升時(shí)，物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大??；

(3)當(dāng)升降機(jī)以5m/s2的加速度減速上升時(shí)，物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大??； (4)當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力。例3解析(1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，由平衡條件知：FN＝mg＝200N根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為200N。(2)當(dāng)升降機(jī)以1m/s2的加速度上升時(shí)，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律有：FN－mg＝ma1解得：FN＝220N根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為220N。(3)當(dāng)升降機(jī)以5m/s2的加速度減速上升時(shí)，加速度方向向下，物體處于失重狀態(tài)根據(jù)牛頓第二定律有：mg－FN＝ma2解得：FN＝100N根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為100N。(4)當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，加速度等于重力加速度，則物體處于完全失重狀態(tài)，對(duì)臺(tái)秤的壓力為0?！纠?】如圖甲所示，質(zhì)量為m=60kg的同學(xué)，雙手抓住單杠做引體向上，他的重心的速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2，由圖像可知（）A．t=0.5s時(shí)，他的加速度為3m/s2B．t=0.4s時(shí)，他處于超重狀態(tài)C．t=1.5s時(shí)，他處于超重狀態(tài)D．t=1.1s時(shí)，他受到單杠的作用力的大小是620NB【例5】一質(zhì)量為m＝40kg的學(xué)生站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上．電梯從t＝0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0～6s內(nèi)體重示數(shù)F的變化如圖所示．取重力加速度g＝10m/s2，求在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度．

某人在地面上最多能舉起60kg的重物，要使此人在升降機(jī)中最多能舉起100kg的重物，已知重力加速度g取10m/s2，則下列說(shuō)法可能正確的是(

) A.升降機(jī)正加速上升，加速度大小為4m/s2 B.升降機(jī)正加速下降，加速度大小為4m/s2 C.升降機(jī)正減速下降，加速度大小為4m/s2 D.升降機(jī)正減速上升，加速度大小為6m/s2解析某人在地面上最多能舉起60kg的物體，則知此人的最大舉力為F＝mg＝60×10N＝600N。在升降機(jī)中，對(duì)重物根據(jù)牛頓第二定律有m′g－F＝m′a，解得a＝4m/s2，方向豎直向下，故升降機(jī)應(yīng)減速上升或加速下降，加速度大小為4m/s2，B正確。例6B例7.如圖所示，在原來(lái)靜止的凹槽內(nèi)放有物體A，A被一伸長(zhǎng)的彈簧拉住且恰好靜止.若發(fā)現(xiàn)被彈簧拉動(dòng)，則凹槽的運(yùn)動(dòng)情況可能是___________解析：靜止時(shí)，物體A恰好處于平衡狀態(tài)，受力如圖加速下降、減速上升或加速向左運(yùn)動(dòng)。由平衡條件：mg=FN，F(xiàn)=fm物體A被彈簧向右拉，可能有兩種情況，一種情況是彈簧拉力大于新情況下的最大靜摩擦力，即最大靜摩擦力減小了，由fm=μFN知正壓力減小了，即發(fā)生了失重現(xiàn)象，故凹槽的運(yùn)動(dòng)情況可能是加速下降或減速上升。另一種情況是凹槽向左加速運(yùn)動(dòng)，最大靜摩擦力不足以提供使物體A產(chǎn)生同凹槽等大的加速度，故A相對(duì)凹槽向右運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動(dòng)。例8.如圖所示重力為G的物體a被放在物體b的上表面沿光滑斜面一起向下滑則a對(duì)b的壓力________（選填“小于”等于“或”大于")G,a與b之間_