4.6 超重和失重 课件(共12张PPT)

(共12张PPT)
4.6 超重与失重
第四章 运动和力的关系
一、重力的测量
1、什么是重力？
2、怎样测量物体的重力？
3、测量物体的重力时有何要求
C
视重：物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力
F2
G
F1
实重：物体实际的重力
做一做：
水壶实验
①水壶静止放在手心
②托着水壶加速向下
③托着水壶加速向上
上面三个过程，手感受的力有什么不同？
超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。
失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。
交流讨论
（一）现象
二、超重和失重
问题1：在电梯运行的过程中，
物体的重力发生变化了吗？
体重秤的示数体现了哪个力的大小？
m、g 不变 → G 不变
体重秤示数反映压力大小（视重）
交流讨论
（一）现象
二、超重和失重
问题2：视频中，电梯由 -1 楼上升至 1 楼的过程中，在哪些阶段出现了超重和失重现象？电梯下行是不是也会出现该现象呢？
向上
向上
向下
向下
向上
向下
向下
向上
超重
失重
超重
失重
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。
（二）条件
二、超重和失重
运动阶段 v方向 a方向 受力情况 现象
加速上升
减速上升
加速下降
减速下降
F < mg
F < mg
F > mg
F > mg
（三）教材例题
二、超重和失重
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。
解：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＝ma
FN ＝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。
v
a
FN
mg
若电梯突然故障，做自由落体运动，此时人对体重秤的压力为多少呢
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 = mg－ma = 0
如：自由落体运动和竖直上抛运动
此时重力为零吗？
当装满水的瓶子自由下落时，水会从瓶子底部的小孔流出吗？
交流讨论
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。
完全失重现象演示
思考：在航天飞机中所有和重力有关的仪器还能使用吗？
法国波尔多ZERO—G的失重飞机上
2022年3月23日，在绕地球做匀速圆周运动的中国空间站内，航天员王亚平观察到北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”被抛出后近似做匀速直线运动，不计空气阻力。则刚抛出后（ ）
A．“冰墩墩”不受外力
B．“冰墩墩”的合外力为零
C．“冰墩墩”处于完全失重状态
D．该运动过程可以用来验证牛顿第一定律
C
三、课堂练习
四、课堂小结
重力
测量
超重
失重
完全失重
公式法：G＝mg
平衡条件：F＝mg
视重 > 实重
加速度a向上
视重 < 实重
加速度a向下
视重为零
条件：a=g