【课件】超重和失重 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

人教版必修一人教版必修一人教版必修一人教版必修一第四章第四章第六节第六节超重和失重超重和失重核心素养核心素养:1.物理观念：超重和失重现象2.物理思维：通过牛顿第二定律培养严谨的科学思维3.实验探究：通过电梯和传感器实验探究什么超重和失重现象4科学态度与责任：培养学生实事求是的精神，提升科学探究能力,强化科学态度和责任意识.用弹簧秤测物体的重力时用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？应使物体处于什么状态？处于平衡状态处于平衡状态弹簧秤的示数是哪个力的大小弹簧秤的示数是哪个力的大小？物体拉弹簧秤的力的大小物体拉弹簧秤的力的大小根据牛顿第三定律：根据牛顿第三定律：弹簧秤的示数在数值上弹簧秤的示数在数值上等于等于等于等于物体物体重力的大小重力的大小.一、重力的测量一、重力的测量视重视重GFF,生活中的超重和失重现象生活中的超重和失重现象F F压压压压视重视重课本课本P P103103页例题页例题1 1超重超重：物体物体对对支持物的压力支持物的压力(或或对对悬挂物的拉力悬挂物的拉力)大于大于大于大于物体所受到的重力的情况称为物体所受到的重力的情况称为超重超重现象。现象。失重失重：物体物体对对对支持物的压力对支持物的压力(或或悬挂物的拉力悬挂物的拉力)小小小小于于于于物体所受到的重力的情况称为物体所受到的重力的情况称为失重失重现象。现象。解解 设竖直向下方向竖直向下方向为坐标轴正设竖直向下方向竖直向下方向为坐标轴正方向方向 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 有有 mg mg F FN N ma ma F FN N m m（g g a a）mg G猜想：超重失重现象与哪个物理量有关猜想：超重失重现象与哪个物理量有关？FN =GFN GFN G超重状态超重状态失重状态失重状态不超重不失重不超重不失重失重状态失重状态超重状态超重状态不超重不失重不超重不失重运动过程运动过程a方向方向视重变化视重变化物体状态物体状态电电梯梯的的运运动动过过程程加速加速上升上升 匀速上升匀速上升减速上升减速上升加速加速下降下降匀速下降匀速下降减速下降减速下降超重状态超重状态失重状态失重状态失重状态失重状态超重状态超重状态不超重不失重不超重不失重00FN GFN =GFN GFN =GFN GFN G不超重不失重不超重不失重重力不变重力不变物体对支持物的压力或物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化对悬挂物的拉力发生变化超重、失重现象只取决于超重、失重现象只取决于物体的物体的加速度方向加速度方向超重和失重的实质超重和失重的实质与物体运动的与物体运动的速度方向和大速度方向和大小均无关小均无关例例3 3、人站在体重计上向下蹲，体人站在体重计上向下蹲，体重计的示数如何变化？重计的示数如何变化？解析：解析：选取人为研究对象。人体受到选取人为研究对象。人体受到重力重力mgmg和和体重计对人的支持体重计对人的支持力力F FN N，这，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后中，先后经历经历加速、减速和静止加速、减速和静止三个三个阶段。阶段。FNmgv设竖直向下方向为坐标轴正方设竖直向下方向为坐标轴正方向，如向，如图所示图所示根据根据牛顿第二定律，有牛顿第二定律，有mgmgF FN NmamaF FN Nm m（g ga a）mgmg即体重计的示数所反映的视即体重计的示数所反映的视重（力）小于重（力）小于人所受的人所受的重力，所以重力，所以属于属于失重现象。失重现象。（1 1）人）人加速向下运动加速向下运动mgFNava a向下向下 视视重重 mgmg此时，体重计此时，体重计的示数大于人受的示数大于人受到的重力到的重力。所以。所以属于属于超重超重现象。现象。mgFNava a 向上向上 视视重重 重力重力 超重现象超重现象（3 3）人）人静止静止时，受时，受力分析如图：力分析如图：mgFN人站在体重计上向下人站在体重计上向下蹲，体重计蹲，体重计的示的示数数先变先变小，后小，后变变大，再大，再变变小，最后小，最后保持不保持不变。变。根据二力平衡的根据二力平衡的原理：原理：F N mg解：解：对人进行受力分析设竖直向下对人进行受力分析设竖直向下方向为坐标轴正方向方向为坐标轴正方向牛顿第二定律得：牛顿第二定律得：mg-Fmg-FN N=ma=maa=gFNmgv因为自由下落所以：因为自由下落所以：a=ga=g代入得：代入得：F FN N=0=0 例题4 设某人的质量为设某人的质量为60kg60kg，站在电梯内的水平地面，站在电梯内的水平地面上，当电梯绳子断裂电梯自由下落时，求人对电梯的压上，当电梯绳子断裂电梯自由下落时，求人对电梯的压力。力。这是因为液体受到重力而使这是因为液体受到重力而使这是因为液体受到重力而使这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部内部存在压力，小孔以上部内部存在压力，小孔以上部内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压分的水对以下部分的水的压分的水对以下部分的水的压分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。力造成小孔处的水流出。力造成小孔处的水流出。力造成小孔处的水流出。当瓶子自由下落时，瓶中的当瓶子自由下落时，瓶中的当瓶子自由下落时，瓶中的当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔水处于完全失重状态，小孔水处于完全失重状态，小孔水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的以上部分的水对以下部分的以上部分的水对以下部分的以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水水的没有压力，小孔没有水水的没有压力，小孔没有水水的没有压力，小孔没有水流出。流出。流出。流出。瓶中的水会不会流出瓶中的水会不会流出？四、完全失重四、完全失重从实验和例题得出条件从实验和例题得出条件条件：物体的加速度等于条件：物体的加速度等于g g完全失重的情况下所有和完全失重的情况下所有和重力有关重力有关的的仪器都无法使用！仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物体的重力，体的重力，体的重力，体的重力，但仍能测但仍能测量拉力或压力的大量拉力或压力的大小。小。无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量3.火箭发射时，宇航员要承受超重的考火箭发射时，宇航员要承受超重的考验。某火箭发射的过程中，有一段时间验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到的加速度达到 3.5 g，平时重力为，平时重力为 10 N 的体内脏器，在该超重过程中需要的支的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大？持力有多大？超重超重和和失重失重是一种物理现象。是一种物理现象。超重状态超重状态超重状态超重状态F F F FG G G Gmamamama 加速度向上加速度向上加速度向上加速度向上失重状态失重状态失重状态失重状态G-F=maG-F=maG-F=maG-F=ma 加速度向下加速度向下加速度向下加速度向下超重还是失重由超重还是失重由超重还是失重由超重还是失重由a a a a决定，与运动方向无关决定，与运动方向无关决定，与运动方向无关决定，与运动方向无关完全失重现象完全失重现象 F=0 a=gF=0 a=g加速上升加速上升加速下降加速下降减速下降减速下降减速上升减速上升超重失重的超重失重的本质本质是重力不变是重力不变,物体对支持物物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化的压力和对悬挂物的拉力发生变化