4.6《超重和失重》课件+教案 人教版（2019）高一物理必修第一册

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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？
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)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？
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
2．图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是（　　） A．经过C点时，运动员的速率最大B．从B点到D点，运动员一直处于超重状态C．从B点到D点，运动员的加速度一直增大D．在D点人的速度为零，加速度也为零
【答案】A【详解】ACD．运动员从O至B过程只受重力，做自由落体运动；从B到C过程，绳子拉力逐渐增大，绳子拉力小于重力，合力向下，运动员做加速度减小的加速运动，到C点时合力为零，速度最大；从C到D过程，弹性绳的拉力大于运动员重力，合力向上，加速度向上，运动员做减速运动，随运动员向下运动，绳子拉力变大，运动员受到的合力增大，加速度变大，运动员做加速度增大的减速运动，到D点运动员速度为零，合力不为零，合力向上，加速度向上；故A正确，CD错误；B．从B点到D点，运动员的加速度方向先向下后向上，先处于失重状态，后处于超重状态，故B错误。故选A。
3．如图所示是我校年轻老师施老师正在用力蹬地起跳用头去撞击悬挂在树上的“大粽子”，喻意“高中”。空气阻力忽略不计，以上说法正确的是（　　）A．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他对地面的压力B．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他所受的重力C．施老师起跳后到达最高点时，速度和加速度都为零D．施老师起跳后在空中的运动过程中，先超重后失重
【答案】B【详解】A．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力等于他对地面的压力，是相互作用力，故A错误；B．施老师用力蹬地时，合力向上，地面对他的支持力大于他所受的重力，故B正确；C．施老师起跳后到达最高点时，速度为零，加速度为重力加速度不是零，故C错误；D．施老师起跳后在空中的运动过程中，只受重力作用，始终处于失重状态，故D错误。故选B。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；