4.6 超重与失重 ppt课件（含视频）--（2019） 新人教版高中物理必修一.rar

4.6 超重与失重 运动与力的关系 【新课导入】站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？一、重力的测量在地球表面附近，物体由于地球的吸引而受到重力。 测量重力常用两种方法 ：一种方法是，（1）先测量物体做自由 落体运动的加速度g；（2）再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。 这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大 小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。这是 测量重力最常用的方法。用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？物体处于平衡状态弹簧秤的示数是哪个力的？物体拉弹簧的力的示数根据平衡条件和牛顿第三定律知道：弹簧秤的示数等于等于物体重力的大小.太空中的超重和失重现象一.超重、失重的定义1.定性演示：用一个弹簧挂一个钩码，观察钩码静止时和上下运动过程中弹簧长度的变化。2.定量分析知识储备库知识储备库弹簧秤（台秤）的示数表示的弹簧秤（台秤）的示数表示的是物体对弹簧秤的拉力大小（是物体对弹簧秤的拉力大小（物体对台秤压力大小）物体对台秤压力大小） FFFFGG根据牛顿第二定律: F-G=ma 所以F=G+ma GaGF由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力物体对弹簧秤的拉力F = F G总结：总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象超重现象。FmgFFaaFGGFaG - F = ma所以：F = G - ma G由牛顿第三定律可知：由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力物体对弹簧秤的拉力F = F G根据牛顿第二定律:总结：总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称物的压力）小于物体所受重力的现象称为为失重现象失重现象。减速上升减速上升NG NG NG 超重超重加速下降加速下降NG NG NG 超重超重 ：物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态；物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态与运动的方向无关。mvamvamvamvaGNNGNGGN三.超重和失重的条件超重：（l）超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象（2）超重的动力学特征：支持面（或悬线）对物体的（向上）作用力大于物体所受的重力（3）超重的运动学特征：物体的加速度向上，它包括可能的两种运动情况：向上加速运动或向下减速运动失重（1）失重现象：物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象（2）失重的动力学特征：物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力 （3）失重的运动学特征：物体的加速度向下，它包括可能的两种运动情况：向下加速运动或向上减速运动思考与讨论：人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。下图呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况。很明显，图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某一数值不变的全过程。请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况。人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。如图 ，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况。例1.(多选)如图所示是某同学站在压力传感器上,做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线。由图线可知()。A.该同学体重约为650 NB.该同学做了两次下蹲起立的动作C.该同学做了一次下蹲起立的动作,且下蹲后约2 s开始起立D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态AC例1：设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。分析 人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如图所示。解 设竖直向上方向为坐标轴正方向。根据牛顿第二定律，有FNmgmaFN m（g a） 60（9.8 0.25）N 603 N根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力 FN为FN FN 603 N人对电梯的压力大小为 603 N，方向竖直向下。若人站在升降机里和升降机一起以重力加速度g下降，测力计的示数是多少？思考：分析：以人为研究对象，人受到重力和支持力作用根据牛顿第二定律得G - F = mG - F = ma a=mg=mg由此可得支持力由此可得支持力F F根据牛顿第三定律，人对地板的压力也是，测力计的示数是完全失重现象：当物体对支持物（或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态GF=0（1）完全失重现象：当物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态（2）完全失重的动力学特征：物体处于完全失重状态时，物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）为零（3）完全失重的运动学特征：物体处于完全失重状态时加速度向下且等于重力加速度。 3.完全失重弹簧测力计无法测量物体的重力，弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。但仍能测量拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！分析：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全分析：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。是用来产生重力加速度。完全失重实验侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？四.超重和失重现象的应用人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。航天飞机中的人和物都处于 状态。近地卫近地卫星星远离地球的卫星远离地球的卫星航天器中的宇航航天器中的宇航员员g gg g0 0g g完全失重 地球练习1：某人在以加速度2m/sm/s2 2匀加速下降的升降机中最多能举起75Kg75Kg的物体,则此人在地面上最多可举起多大质量的物体?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50Kg50Kg的物体,则此升降机上升的加速度是多大？（g = 10m/sm/s2 2 ）分析：对同一个人来说，他能提供的最大举力是一定的，因此，他在不同运动状态下对物体的支持力都为600N，对物体受力分析可求出F合，从而求出加速度。mgN60kg,2m/s2练习2.一种巨型娱乐器械“跳楼机”(如图所示),它可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m 的位置时开始制动,座舱均匀减速。若座舱中某人质量为50 kg,当座舱下落2 s时,他对座位的压力为多少?当座舱下落4 s时,他对座位的压力又为多少?(取g=10 m/s2)【答案】01350 N“THANKS”