4.6 超重和失重 课件（21张PPT）
文档属性
| 名称 | 4.6 超重和失重 课件（21张PPT） |
|
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 29.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-02 00:00:00 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
朝中超重２２２２２２２
力 力的合成
超重和失重
1.先测物体的重力加速度g
2.用天平测物体的质量
3.由牛顿第二定律求重力G=mg
方法一：公式法：G＝mg
一．重力的测量： 寻找方法，分析原理
方法二：平衡法：F＝mg
将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
一、重力的测量
FT
G
FT =G
FT
FT'
钩码对弹簧秤的拉力(悬挂物)
FT'=mg
FT '=FT
寻找方法，分析原理
依据：牛顿第三定律。
1.视重：物体对竖直悬挂物的拉力或者对水平支持物的压力。
mg
FN
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。
探究新知——视重和实重
实践展示：
大家仔细观察电梯上升和下降过程电子秤示数的变化，为什么会有这样的变化？“你的质量瞬间改变了吗？是什么导致了示数的‘诡异’变化？”
（一）体验超重，感悟失重
质量变了吗
二、超重和失重
探究超重失重的特点
做一做：用一个弹簧挂一钩码，加速上升或加速下降，观察弹簧秤示数的变化？思考：① 钩码静止时，弹簧测力计的示数与钩码重力有什么关系？
② 钩码运动状态改变时，示数发生了怎样的变化？
③ 为什么会出现这样的变化？
运动过程 速度方向 视重与重力关系
加速上升
加速下降
向上
向下
视重>重力
视重<重力
超重和失重
1、定义
①超重：
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象
②失重：
即
即
（二）探究新知——电梯里的超重和失重
（1)人站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？
(4)当电梯加速上升时，站在体重计上的你，运动状态发生什么改变？体重计的示数会怎样变化呢？
(5)当电梯加速下降时，人站在体重计上，为什么体重计的示数会变化呢？
问题1：电梯上升时存在哪些运动状态？
问题２：电梯下降时存在哪些运动状态？
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
下降
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
上升 加速上升
匀速上升 a=0
减速上升
视重>重力
视重=重力
视重<重力
向上
超 重
向下
失重
加速下降
匀速下降
减速下降
视重<重力
视重=重力
视重>重力
向下
失重
向上
超 重
物体超重失重的判断方法（科学探究，得出结论）
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
上升 加速上升 视重>重力
匀速上升 a=0 视重=重力
减速上升 视重<重力
超重和失重与速度方向无关
超重物体加速度方向向上
失重物体加速度方向向下
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
下降 加速下降 视重<重力
匀速下降 a=0 视重=重力
减速下降 视重>重力
向上
向下
超 重
正常
失重
向下
向上
失重
正常
超 重
情景一：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀加速上升，人对电梯的压力为多大？
a
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：人对电梯的压力
F压＝FN＝m (g＋a)> mg
FN
G
超重
v
（三）理性建模：电梯中的动力学分析，明确本质
匀减速下降
计算解题口诀：
先定正方向，受力分析清；
牛二列方程，视重算分明；
牛三来转换，方向要辨清。
情景二：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀减速上升，人对电梯的压力为多大？
a
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：人对电梯的压力 F压＝FN＝m (g-a)
FN
G
< mg
失重
v
（三）理性建模：电梯中的动力学分析
明确本质
思考：如果电梯具有向下加速度ａ＝ｇ的电梯里的体重秤上，
求人对体重秤的压力？
匀加速下降
加速向上、减速下，超重状态跑不了；加速向下、减速上，失重状态没跑掉；加速度为g向下时，完全失重就来到。
FN = m (g－a)= 0
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。
思维挑战：学以致用
（1)水滴为什么会飘在太空中？
（2）“设想你站在一台体重秤上，如果体重秤和你一起做自由落体运动，你能‘称’出自己的体重吗？为什么？”
思维挑战：学以致用
（4)一只神奇的水杯:演示底部开孔的瓶子自由下落，观察水柱的变化，为什么？
（3）完全失重中状态可以用测力计测量物体的重力吗？可以用天平测量物体质量吗？
弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。
无法用天平测量物体的质量
（四）知识闯关
例1.有一种大型娱乐器械跳楼机可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上（如图所示），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是（ ）
A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态
B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态
D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态
BC
例2.蹦极是一项极限体育项目，运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前做自由落体运动，当弹性绳儿被拉直后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增加再减小逐渐减为0。下降过程中运动员在什么阶段分别处于超重、失重状态？
弹性绳的弹力大于运动员的重力，合外力竖直向上，加速度竖直向上，因此处于超重状态（此时速度逐渐减小）。
（1）判断超重、失重的核心依据是什么？
加速度方向（加速度向上为超重，加速度向下为失重）
（2）弹性绳被拉直之前：运动员做什么运动？
自由落体运动
（3）弹性绳被拉直后到弹力等于重力之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？
弹力小于运动员的重力，合外力竖直向下，加速度竖直向下，因此仍处于失重状态（此时速度仍在增大）
（4）弹力等于重力之后到速度减为0之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？
拓展提升：加速度方向不竖直怎样判断超重失重？
a
感受科技，学以致用
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
课堂总结
上超下失
实践作业：
1.课后调查生活中的超重失重实例，撰写 100 字左右的分析报告。
2.用手机加速度传感器（APP）测量电梯升降时的加速度，结合体重计示数，验证超重失重规律，并撰写简短实验报告。
朝中超重２２２２２２２
力 力的合成
超重和失重
1.先测物体的重力加速度g
2.用天平测物体的质量
3.由牛顿第二定律求重力G=mg
方法一：公式法：G＝mg
一．重力的测量： 寻找方法，分析原理
方法二：平衡法：F＝mg
将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
一、重力的测量
FT
G
FT =G
FT
FT'
钩码对弹簧秤的拉力(悬挂物)
FT'=mg
FT '=FT
寻找方法，分析原理
依据：牛顿第三定律。
1.视重：物体对竖直悬挂物的拉力或者对水平支持物的压力。
mg
FN
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。
探究新知——视重和实重
实践展示：
大家仔细观察电梯上升和下降过程电子秤示数的变化，为什么会有这样的变化？“你的质量瞬间改变了吗？是什么导致了示数的‘诡异’变化？”
（一）体验超重，感悟失重
质量变了吗
二、超重和失重
探究超重失重的特点
做一做：用一个弹簧挂一钩码，加速上升或加速下降，观察弹簧秤示数的变化？思考：① 钩码静止时，弹簧测力计的示数与钩码重力有什么关系？
② 钩码运动状态改变时，示数发生了怎样的变化？
③ 为什么会出现这样的变化？
运动过程 速度方向 视重与重力关系
加速上升
加速下降
向上
向下
视重>重力
视重<重力
超重和失重
1、定义
①超重：
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象
②失重：
即
即
（二）探究新知——电梯里的超重和失重
（1)人站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？
(4)当电梯加速上升时，站在体重计上的你，运动状态发生什么改变？体重计的示数会怎样变化呢？
(5)当电梯加速下降时，人站在体重计上，为什么体重计的示数会变化呢？
问题1：电梯上升时存在哪些运动状态？
问题２：电梯下降时存在哪些运动状态？
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
下降
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
上升 加速上升
匀速上升 a=0
减速上升
视重>重力
视重=重力
视重<重力
向上
超 重
向下
失重
加速下降
匀速下降
减速下降
视重<重力
视重=重力
视重>重力
向下
失重
向上
超 重
物体超重失重的判断方法（科学探究，得出结论）
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
上升 加速上升 视重>重力
匀速上升 a=0 视重=重力
减速上升 视重<重力
超重和失重与速度方向无关
超重物体加速度方向向上
失重物体加速度方向向下
运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重
下降 加速下降 视重<重力
匀速下降 a=0 视重=重力
减速下降 视重>重力
向上
向下
超 重
正常
失重
向下
向上
失重
正常
超 重
情景一：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀加速上升，人对电梯的压力为多大？
a
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：人对电梯的压力
F压＝FN＝m (g＋a)> mg
FN
G
超重
v
（三）理性建模：电梯中的动力学分析，明确本质
匀减速下降
计算解题口诀：
先定正方向，受力分析清；
牛二列方程，视重算分明；
牛三来转换，方向要辨清。
情景二：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀减速上升，人对电梯的压力为多大？
a
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：人对电梯的压力 F压＝FN＝m (g-a)
FN
G
< mg
失重
v
（三）理性建模：电梯中的动力学分析
明确本质
思考：如果电梯具有向下加速度ａ＝ｇ的电梯里的体重秤上，
求人对体重秤的压力？
匀加速下降
加速向上、减速下，超重状态跑不了；加速向下、减速上，失重状态没跑掉；加速度为g向下时，完全失重就来到。
FN = m (g－a)= 0
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。
思维挑战：学以致用
（1)水滴为什么会飘在太空中？
（2）“设想你站在一台体重秤上，如果体重秤和你一起做自由落体运动，你能‘称’出自己的体重吗？为什么？”
思维挑战：学以致用
（4)一只神奇的水杯:演示底部开孔的瓶子自由下落，观察水柱的变化，为什么？
（3）完全失重中状态可以用测力计测量物体的重力吗？可以用天平测量物体质量吗？
弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。
无法用天平测量物体的质量
（四）知识闯关
例1.有一种大型娱乐器械跳楼机可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上（如图所示），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是（ ）
A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态
B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态
D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态
BC
例2.蹦极是一项极限体育项目，运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前做自由落体运动，当弹性绳儿被拉直后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增加再减小逐渐减为0。下降过程中运动员在什么阶段分别处于超重、失重状态？
弹性绳的弹力大于运动员的重力，合外力竖直向上，加速度竖直向上，因此处于超重状态（此时速度逐渐减小）。
（1）判断超重、失重的核心依据是什么？
加速度方向（加速度向上为超重，加速度向下为失重）
（2）弹性绳被拉直之前：运动员做什么运动？
自由落体运动
（3）弹性绳被拉直后到弹力等于重力之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？
弹力小于运动员的重力，合外力竖直向下，加速度竖直向下，因此仍处于失重状态（此时速度仍在增大）
（4）弹力等于重力之后到速度减为0之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？
拓展提升：加速度方向不竖直怎样判断超重失重？
a
感受科技，学以致用
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
课堂总结
上超下失
实践作业：
1.课后调查生活中的超重失重实例，撰写 100 字左右的分析报告。
2.用手机加速度传感器（APP）测量电梯升降时的加速度，结合体重计示数，验证超重失重规律，并撰写简短实验报告。