高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重精品ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重精品ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了重力的测量，超重和失重，PART01，PART02等内容，欢迎下载使用。

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？
操作方法：(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；(3)利用牛顿第二定律可得：G ＝ mg
操作方法： 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。
(1)人在体重计上受到几个力的作用？(2)如果人静止在体重计上，这几个力的大小关系是怎样的？(3)人所受的支持力和人给体重计的压力大小什么关系？你的依据什么？
1.视重：体重计的示数，反映的是人对体重计的压力大小。
2.实重：物体实际的重力大小。
3.视重与实重相等的条件：静止或匀速直线运动。
(1)人站在体重计上向下蹲的过程中，你认为人经历了几个过程或状态？(2)人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？
一、静止体重计上的超重和失重
1.人向下加速下蹲过程
设竖直向下方向为坐标轴正方向。
人加速向下运动的过程中(如图)，根据牛顿第二定律，有：
mg － FN = ma
FN = m(g－a)即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的（实重）重力。
失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。
思考：物体处于失重状态时，物体的重力发生改变了吗？
1.人向下减速下蹲过程
mg － FN = -ma
FN = m(g+a)>mg
即体重计的示数所反映的视重（力）大于人所受的（实重）重力。
超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。
思考：物体处于超重状态时，物体的重力发生改变了吗？
人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，请你分析力传感器上的人“下蹲”和“站起”两个过程中超重和失重的情况。
人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？
二、电梯里的超重和失重
情景一：质量为m 的人随升降机一起以加速度a 匀加速上升，人对升降机的压力为多大？
物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。
由牛顿第二定律得：FN－G= m a
FN = G+ ma = m(g+a)
根据牛顿第三定律得：人对升降机的压力 F压＝FN＝m (g＋a)
情景二：质量为m 的人随升降机一起以加速度a 匀减速上升，人对升降机的压力为多大？
物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。
由牛顿第二定律得：G－FN= m a
FN = G- ma = m(g-a)
根据牛顿第三定律得：人对升降机的压力 F压＝FN＝m (g-a)
情景三：质量为m 的人随升降机一起以加速度a 匀减速下降，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？
情景四：质量为m 的人随升降机一起以加速度a 匀加速下降，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？
结论：当加速度方向向上时，物体发生超重现象， 当加速度方向向下时，物体发生失重现象。
【例题】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 4.6-6 所示。
【解析】设竖直向上方向为坐标轴正方向。根据牛顿第二定律，有
FN - mg＝maFN ＝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。
当物体处于失重状态，且a＝g时会发生什么现象？
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完全失重现象。
FN = m (g－a)= 0
如：自由落体运动和竖直上抛运动
1．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力D．火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，宇航员处于失重状态
2．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为（　　）A．mgB．2mgC．mgD．4mg/3
3．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图像如图所示。根据图像提供的信息，以下判断正确的是（　　）A．在0至t2时间内该同学处于失重状态B．在t2至t3时间内该同学处于超重状态C．t3时刻该同学的加速度为零D．在t3至t4时间内该同学的重心继续下降
4．电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10 m/s2）（　　）A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s2