超重和失重课件

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F
弹簧秤（台秤）的示数表示的 是物体对弹簧秤的拉力大小 （物体对台秤压力大小）
F’
F’ G
F
G
视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在 水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示 数视为“视重”，大小等于弹簧测力计 所受的拉力或台秤所受的压力。
物体处于平衡状态时，对支持面的压 力或对悬挂物的拉力等于物体本身的 重力，即视重等于实重．若视重大于 实重是超重，反之是失重。
利用完全失重条件的科学研究
液 体 呈 绝 对 球 形 制 造 理 想 的 滚 珠
制造泡沫金属
总结：
1、什么是超重和失重？ 2、什么条件下出现超重和失重？ 3、超重和失重的实质有何奥秘？ 4、超重和失重是否是重力发生变 化了？
五、课外探究活动
1. 人在体重
计上迅速下蹲 至静止的过程 中，体重计的 示数怎样变化？
思维点拨：分析人下蹲过程的加速度情况
人下蹲过程分析：由静止开始向下运 动，速度增加，具有向下的加速度 （失重）；蹲下后最终速度变为零， 故还有一个向下减速的过程，加速度 向上（超重）。
思考：如果人下蹲后又突然站起，情况又 会怎样？
2、 电梯中的学 问：人站在体 重计上,当电梯 从静止开始加 速上升再减速 上升的过程中, 体重计示数如 何变化？
总结:升降机的几种运动，人站在体重计上视重的变化情况 速度方向 加速度方向 视重与重力
静止 匀速上升
无 向上
无 无
F=G F=G
加速上升
减速上升 匀速下降 加下
向上
向下 无 向下 向上
F>G超重
F<G失重 F=G F<G失重 F>G超重
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
F
a
由牛顿第三定律可知： 物体对弹簧秤的拉力F′ = F > G 总结：物体对悬挂物的拉力（或 对支持物的压力）大于物体所受 重力的现象称为超重现象。
F′ mg
F
根据牛顿第二定律:
G - F = m α
所以：F
=G-mα<G
a F
G
由牛顿第三定律可知： 物体对弹簧秤的拉力F′ = F <G 总结：物体对悬挂物的拉力（或 对支持物的压力）小于物体所受 重力的现象称为失重现象。
失重
（1）失重现象：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情况称为失重 现象． （2）失重的动力学特征：物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力． （3）失重的运动学特征：物体的加速度向下， 它包括可能的两种运动情况：向下加速运动或向 上减速运动．
例：升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在 升降机里的人质量是50kg，人对升降机地板的压力 是多大？如图，人站在升降机的测力计上，测力计 的示数是多大？
力 （或对悬挂物的拉力）等于零时，我 们称物体处于完全失重状态．
（2）完全失重的动力学特征：物体处于完全失 重状态时，物体对支持物的压力 （或对悬挂物 的拉力）为零．
（3）完全失重的运动学特征：物体处于完全失
重状态时加速度向下且等于重力加速度。
完全失重的情况下所有和重 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，但仍能测量 拉力或压力的大小。
四、超重和失重现象的应用
人造地球卫星、宇 宙飞船、航天飞机 都绕地球做圆周运 动。所受的地球引 力只改变物体的速 度方向，不改变速 度大小。
航天器中的宇航 员 g 近地卫 星
地 g0 球
g
航天飞机中的人和物都 处于 完全失重状态。
远离地球的卫星
在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产 的一系列产品,建立空间工厂已经不再是幻想！
无法用天平测量物 体的质量
完全失重实验
侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶 做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？ 为什么？
分析：当杯子自由下落时，杯中的 水处于完全失重状态，水的内部没 有压力，故水不会喷出。但杯子中 水的重力仍然存在，其作用效果是 用来产生重力加速度。
三、超重和失重的实质
物体处于超重或失重状态时，只是 物体对支持物的压力或物体对悬线 的拉力不等于物体的重力，物体受 到的重力大小和方向还是不变的。
解：人在升降机中受重力Ｇ和地面的支持力Ｆ． 取竖直向上为正方向 根据牛顿第二定律得 F-G=ma 由此可得 F=G+ma= m(g+a)
Ｆ
代入数据得 Ｆ＝515Ｎ
根据牛顿第三定律，
Ｇ
人对地板的压力大小也是515Ｎ，方向竖直向下，所以 测力计的示数就是515Ｎ
思考：
完全失重现象：当物体对支持物（或 对悬挂物的拉力）等于零时，我们称 物体处于完全失重状态．
若人站在升降机里和升降机一起以重力加 速度g下降，测力计的示数是多少？ 分析：以人为研究对象，人受到 重力Ｇ和支持力Ｆ作用．根据牛 顿第二定律得G - F = m α=mg F=0 由此可得 支持力F＝０ 根据牛顿第三定律，人对地板的 压力也是０，测力计的示数是０ G
3.完全失重
（1）完全失重现象：当物体对支持物的压
F>G F<G F<G F>G
超重 失重 失重 超重
你认为什么是超重？什么是失重？
4、现象： 超重：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。
失重：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。
思考问题：物体在什么条件下发生超重和失重？
a
F 根据牛顿第二定律: F-G=ma 所以F=G+ma > G G
a
G
二、超重和失重的条件
v m v G 加速上升 N>G 超重 N
α
m
N
α
v m
N
N
α
G
m v G
α
G 减速下降 N>G 超重
减速上升 N<G 失重
加速下降 N<G 失重
：物体具有向上的加速度时，它就
处于超重状态；物体具有向下的加速度时， 它就处于失重状态与运动的方向无关。
超重：
（l）超重现象：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情况称为超重现 象． （2）超重的动力学特征：支持面（或悬线）对物 体的（向上）作用力大于物体所受的重力． （3）超重的运动学特征：物体的加速度向上，它 包括可能的两种运动情况：向上加速运动或向下 减速运动．
第四章 牛顿运动定律 第7节 用牛顿运动定律解决问题（二）
太空中的超重和失重现象
问题情境：
1、什么是超重和失重？ 2、什么条件下出现超重和失重？ 3、超重和失重的实质有何奥秘？ 4、超重和失重是否是重力发生变 化了？
一、超重、失重的定义
1、定性演示： 用一个弹簧挂一个钩码，观察钩码静止时 和上下运动过程中弹簧长度的变化。 2、定量分析
加速度方 比较F与 超重失重 运动状态 速度方向 G的大小 的情况 向
匀速上升
匀速下降 加速上升 减速上升
加速下降
减速下降
运动状态 匀速上升 匀速下降 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降
速度方向 上 下 上 上 下 下
加速度 方向
比较F与G的 大小
超重、失重 的情况
F=G F=G
上 下 下 上
3、合作探究：
给出器材：弹簧秤，钩码（两人一组） 布置任务： 1、分工协作，一个做实验，一个观察，并交流彼 此感受 2、让弹簧测力计分别处于静止，缓慢上升，缓慢 下降 向上运动（从静止开始突然加速上升，减速上升 至最后停止） 向下运动（从静止开始突然加速下降，减速下降 至最后停止） 观察测力计的读数，看弹簧测力计的读数和钩码 所受重力有什么关系。
作业： 学校作业 1、书P91 4 2、《学习指导》P84 例1 迁移应用1 家庭作业 《学习指导》P83---86
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