人教版 (2019)必修 第一册超重和失重精品教学ppt课件

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高中物理必修第一册课件
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，数值不变。是人的质量发生了变化，还是重力变了呢？
那么，该如何测重力呢？你可以设计出哪些测量方案？
1.先测物体的重力加速度g2.用天平测物体的质量3.由牛顿第二定律求重力
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。
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？
视重:测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。
实重:物体实际的重力大小。
结论:静止或匀速状态下，视重=实重。
什么情况下视重与视重不相等呢？
如图所示 ，选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和体重计对人的支持力 FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。
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
即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的（实重）重力。
mg － FN = ma
FN = m（g－a）< mg
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（weightlessness）现象。
特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。
人减速向下运动的过程中
加速度方向与运动方向相反，有
此时，体重计的示数（视重）大于人受到的（实重）重力。
mg － FN =－ ma
FN = m（g + a）> mg
思考：有没有视重大于重力的情况呢？
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（verweight）现象。
特征：物体加速度向上，视重变大，实重不变。
a方向向上 超重
加速下降
思考：以下情况那种物体处于超重？那种处于失重呢？
1.超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变。
2.无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化。
人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。分析力传感器上的人“下蹲”“站起”两个过程中超重和失重的情况。
人站在体重计上，既不下蹲也不站起，体重计的示数一定不变吗？
在电梯里放一台体重计， 人站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计的示数的变化。
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。
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。
思考：当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？
由FN = m(g – a)得：FN =0
当物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零，这种现象又是什么现象呢？
完全失重：当加速度 a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。
可以举更多生活中的例子吗？
应用1：装满水的有孔瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？
当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶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。
应用3：在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
弹簧测力计无法测量物体的重力
无法用天平测量物体的质量
但仍能测量拉力或压力的大小.
航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘器内的物浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”……
2023年9月21日，在天宫课堂的奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗实心水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。则水球A．在太空舱中处于完全失重状态B．离开球拍后做自由落体运动C．被弹开的速度越大其惯性越大D．所受弹力是由于水球发生形变而产生的
取一个旧饮料瓶，在其底部开一个小孔，用手指按住小孔并装满水，放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力。关于瓶子在空中运动的过程：下列说法正确的是A．水处于完全失重状态，不会喷出来B．瓶子下落的加速度和速度都变大C．水对瓶底的压力变大D．水仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些
超重和失重现象在实际中还有许多，请你通过读书、上网、请教专业人员等多种途径进一步学习和了解。