5.5 超重与失重 课件 (共19张PPT) 高一物理鲁科版必修第一册

(共19张PPT)
第五章 牛顿运动定律
超重与失重
重点
重难点
会利用牛顿运动定律分析超重与失重，并能进行相关计算。
理解超重、失重和完全失重现象，掌握产生超重、失重现象的条件。
2
1
超重和失重
通常怎样使用测力计测量物体重力呢？
要保持物体静止，再来读取测力计的读数
弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F'的大小
不是物体所受的实际重力
物理上把物体所受重力的实际大小即实际重量称为物体的实重，将物体在测量工具上得到的重量的读数称视重。
台称显示的读数是物体对台秤的压力大小
视重＝实重
由力的平衡条件
F=G
F
G
由牛顿第三定律
F=F'
F'
在弹簧测力计上挂一个重物，观察并记下静止时测力计的示数。
(1)让挂着重物的测力计缓缓地向上或向下做匀速运动，观察测力计的示数有无变化？
(2)使挂着重物的测力计突然竖直向上做加速运动(如图所示)，仔细观察在加速的瞬间测力计示数有无变化？
(3)使挂着重物的测力计突然竖直向下做加速运动，观察测力计示数的变化。
在静止和匀速直线运动状态下，测力计的示数保持不变。
竖直向上加速运动时，测力计的示数变大。
竖直向下加速运动时，测力计的示数变小。
平衡状态
超重状态
失重状态
1.超重现象
(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
2.失重现象
(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
3.完全失重现象
(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 的现象。
(2)产生条件：a＝g，方向 。
F
mg
a
F >mg
F
mg
a
Fmg
F=0
只受重力
g
大于
竖直向上
小于
竖直向下
竖直向下
等于零
1.在超重或失重现象中，物体受到的重力大小是否改变？若人对座椅的压力为0，是否可以认为人所受的重力就为0？为什么？
重力大小不变。人对座椅的压力为0，处于完全失重状态，人受到的重力仍然不变。重力是由地球对人的引力产生的，与人对座椅的压力是否为0无关。
乘升降机的人的受力分析示意图
与物体的加速度有关：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。
超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。
2.物体超重还是失重是与物体的速度有关还是与物体的加速度有关？
开始启动时
向上加速 超重
结束运行时
向上减速 失重
开始启动时
向下加速 失重
结束运行时
向下减速 超重
电梯上行时，梯内台称示数的变化
电梯下行时，梯内台称示数的变化
(1)超重就是物体受到的重力增加了。(　　)
(2)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了。(　　)
(3)物体处于超重状态时，物体一定在上升。(　　)
(4)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。(　　)
(5)跳高运动员上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态。
(　　)
(6)不计空气阻力，抛向空中的矿泉水瓶中的水，对侧壁和底部的压力都为零。(　　)
√
×
×
×
×
×
1.(来自教材)某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列四种情形中，手受到的拉力最大的是
A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降
C.电梯加速上升 D.电梯加速下降
√
2.(多选)(2023·福建厦门一中月考)如图为10米跳台运动员在决赛中的关键一跳，关于运动员在从起跳到落水的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是
A.起跳离开跳台以后，重心在上升的过程中，
运动员处于超重状态
B.在起跳的过程中，跳台对运动员的作用力大于运动员对跳台的作用力
C.起跳未离开跳台向上加速的过程中，跳台对运动员的作用力大于运动
员的重力
D.运动员离开跳台到落水的过程中一直处于失重状态
√
√
3.(2022·福建厦门市高一期末)某人站在力传感器(连着计算机)上完成下蹲动作，计算机屏幕上显示出力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示，t1～t3为下蹲时间。下列说法正确的是
A.t1～t2时间内先失重后超重
B.t2～t3时间内先超重后失重
C.t1时刻加速度不为零
D.t2时刻加速度为零
√
判断超重、失重状态的方法
(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。
(1)从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(3)超重或失重与速度无关。
F
mg
a
F >mg
超重状态
F
mg
a
F失重状态
mg
F=0
只受重力
完全失重
g
超重、失重的相关计算
竖直向上运动时对重物受力分析如图所示：
则T1－mg＝ma
故示数为T1＝m(g＋a)
竖直向下运动时受力分析如图所示：
mg－T2＝ma
故示数为T2＝m(g－a)。
在弹簧测力计上挂一重物，重物质量为m，重力加速度为g，若弹簧测力计竖直向上运动和竖直向下运动的加速度大小均为a，则这两种情况下弹簧测力计示数分别为多少？
4.(来自教材)为了观察超重和失重现象，质量为50 kg的小红站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数。(取重力加速度g＝10 m/s2)
(1)电梯匀速上升；
(2)电梯以0.8 m/s2的加速度匀加速上升；
(3)电梯以0.8 m/s2的加速度匀减速上升。
答案　 (1)50 kg　(2)54 kg　(3)46 kg 　
超重、失重的比较
特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图
平衡
超重
失重
完全失重
a＝0
F＝mg
静止或匀速直线运动
竖直向上或有竖直向上的分量
由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg
向上加速或向下减速
竖直向下或有竖直向下的分量
由mg－F＝ma得F＝m(g－a) 向下加速或向上减速
a＝g
F＝0
自由落体运动、竖直上抛运动
F
mg
F
mg
a
F
mg
a
mg
g
5.如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有
A.地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M＋m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g
D.由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与
(M＋m)g的关系
√
超重与失重
超重现象
完全失重现象
失重现象
加速度向上
视重>重力
加速度向下
视重<重力
加速度为g
视重= 0