4.7+超重與失重+課件【知識(shí)精講精研】高一上學(xué)期物理教科版（2019）必修第一冊(cè)

4.7超重與失重電梯靜止時(shí)——示數(shù)等于重力；

加速向上時(shí)——示數(shù)大于重力；

加速向下時(shí)——示數(shù)小于重力；【觀察現(xiàn)象】(視頻)一、超重和失重1、超重：物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥谖矬w所受重力的情況2、失重：物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┬∮谖矬w所受重力的情況大家認(rèn)為“超重”與“失重”原因何在？提示：利用牛頓第二定律推導(dǎo)減速上升：加速上升：【問(wèn)題】在彈簧秤下端掛一質(zhì)量為m的鉤碼，分別以加速度a做如下運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的拉力如何？

1.加速上升

2.加速下降

3.減速上升

4.減速下降二、探究超重和失重的規(guī)律：——讀數(shù)小于重力——失重——讀數(shù)大于重力——超重——讀數(shù)小于重力——失重——讀數(shù)大于重力——超重mgF【注意】物體超重、失重與物體的速度大小和方向有關(guān)嗎？超重、失重與速度大小和方向無(wú)關(guān)，而與加速度的大小和方向有關(guān)?！究偨Y(jié)】1.超重的條件：具有豎直向上的加速度或豎直向上的分加速度2.失重的條件：具有豎直向下的加速度或豎直向下的分加速度舉例超重失重兩紛紛，拉力支持定乾坤；重力長(zhǎng)存無(wú)變故，超失須看加速度。【補(bǔ)充】幾個(gè)概念1.實(shí)重——物體實(shí)際受到的重力大小(即真實(shí)重量)2.視重——測(cè)量出來(lái)的重力大小(即表現(xiàn)出來(lái)的重量)3.超重——視重大于實(shí)重。4.失重——視重小于實(shí)重。5.

完全失重——視重等于零，稱(chēng)為完全失重。（分析并舉例）條件：具有豎直向下的加速度，并且a=g【溫馨提醒】無(wú)論是超重、失重還是完全失重，物體所受到的重力是不變的。不同的只是重力的作用效果。在超重和失重中，物體的重量變化了嗎？【抽象思考】

人站在體重計(jì)上，作如下運(yùn)動(dòng)：

1.快速蹲下

2.快速站起觀察體重計(jì)的示數(shù)如何變化？——讀數(shù)小于重力…——讀數(shù)大于重力…

取一只塑料瓶，在下端靠近底邊處鉆一個(gè)小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加滿(mǎn)水?！崞鹌孔樱讯滦】椎氖忠迫?，可看到小孔處有水噴射出。

為什么？

當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶中的水處于完全失重狀態(tài)，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的沒(méi)有壓力，小孔沒(méi)有水流出。

這是因?yàn)橐后w受到重力而使內(nèi)部存在壓力，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的壓力造成小孔處的水流出?！屍孔訌哪骋桓咛幾杂上侣?，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么結(jié)果？這是為什么？【觀察與思考】人從離開(kāi)起跳點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)歷了哪些過(guò)程？

蹦極是深受人喜愛(ài)的一種運(yùn)動(dòng)，刺激但危險(xiǎn)性也大。曾有人這么形容蹦極時(shí)的感受：隨著彈性繩的伸縮，一忽兒象掉入無(wú)底深淵，整個(gè)心臟都仿佛往上提；一忽兒又好象有一只大手把人往下壓，想抬頭都困難。

環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船里用秤是稱(chēng)不出任何物體的重力的。那說(shuō)明宇宙飛船內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)，飛船內(nèi)的空間是一完全失重的空間。【拓展思維】宇宙探索中的超重和失重現(xiàn)象在航天飛機(jī)和宇宙飛船中所有和重力有關(guān)的儀器都無(wú)法使用！彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)法測(cè)量物體的重力，但仍能測(cè)量拉力的大小。無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllN012345678910012345678910

在完全失重狀態(tài)下，平時(shí)一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都將完全消失，比如物體對(duì)支持物無(wú)壓力、擺鐘停止擺動(dòng)、液柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等；靠重力才能使用的儀器將失效，不能再使用(如天平、液體壓強(qiáng)計(jì)等).【小結(jié)】利用完全失重條件的科學(xué)研究液體呈絕對(duì)球形制造理想的滾珠制造泡沫金屬利用完全失重條件的科學(xué)研究

2021年9月17日，搭載著3名英雄航天員的神舟十二號(hào)載人飛船返回艙成功著陸于東風(fēng)著陸場(chǎng)，標(biāo)志著神舟十二號(hào)返回任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功.宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是A.火箭加速上升時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)B.火箭加速上升時(shí)，宇航員對(duì)座椅的壓力小于自身重力C.在飛船繞地球運(yùn)行時(shí)，宇航員處于完全失重狀態(tài)，則宇航員的重力消

失了D.飛船落地前減速下落時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)例1√火箭加速上升時(shí)，加速度方向向上，根據(jù)牛頓第二定律可知宇航員受到的支持力大于自身的重力，宇航員處于超重狀態(tài)，對(duì)座椅的壓力大于自身重力，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；宇航員處于完全失重狀態(tài)時(shí)，仍然受重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；飛船落地前減速下落時(shí)，加速度方向向上，根據(jù)牛頓第二定律可知宇航員受到的支持力大于自身的重力，宇航員處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.發(fā)生超重或失重現(xiàn)象只取決于加速度的方向，與物體的速度方向、大小均無(wú)關(guān).總結(jié)提升(2022·棗莊三中高一月考)某同學(xué)站在電梯底板上，如圖所示的v－t圖像是計(jì)算機(jī)顯示的電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況(豎直向上為正方向).根據(jù)圖像提供的信息，可以判斷下列說(shuō)法正確的是A.在0～20s內(nèi)，電梯向上運(yùn)動(dòng)，該同學(xué)處于超重狀態(tài)B.在0～5s內(nèi)，電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)C.在5～10s內(nèi)，電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)，該同學(xué)對(duì)電梯底

板的壓力等于他所受的重力D.在10～20s內(nèi)，電梯在減速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)例2√在v－t圖像中，圖像的斜率表示加速度，0～5s內(nèi)斜率為正，故加速度為正，方向豎直向上，處于超重狀態(tài)，速度為正，即電梯向上加速運(yùn)動(dòng)；在5～10s內(nèi)，電梯勻速運(yùn)動(dòng)，該同學(xué)加速度為零，該同學(xué)對(duì)電梯底板的壓力等于他所受的重力，處于平衡狀態(tài)；10～20s內(nèi)，斜率為負(fù)，加速度豎直向下，速度為正，即電梯向上做減速運(yùn)動(dòng)，該同學(xué)處于失重狀態(tài)，D正確.

如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力).下列說(shuō)法正確的是A.在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力一定為零B.上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C.下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力等于A物體受到的重力例3√A、B整體只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，不論上升還是下降過(guò)程，A對(duì)B均無(wú)壓力，只有A選項(xiàng)正確.1.完全失重狀態(tài)的說(shuō)明：在完全失重狀態(tài)下，平時(shí)一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都將完全消失，比如物體對(duì)支持物無(wú)壓力、擺鐘停止擺動(dòng)、液柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等，靠重力才能使用的儀器將失效，不能再使用(如天平、液體壓強(qiáng)計(jì)等).2.完全失重時(shí)重力本身并沒(méi)有變化.總結(jié)提升二、超重、失重的有關(guān)計(jì)算(2022·阜新市第二高級(jí)中學(xué)高一階段練習(xí))升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧式臺(tái)秤，秤盤(pán)放一個(gè)質(zhì)量為20kg的物體(g＝10m/s2)，則：(1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小是多少？200N例4當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，根據(jù)N＝mg＝200N根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為200N.(2)當(dāng)升降機(jī)以1m/s2的加速度豎直上升時(shí)，物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小是多少？超重220N當(dāng)升降機(jī)以1m/s2的加速度豎直上升時(shí)，加速度方向向上，物體處于超重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律N′－mg＝ma1解得N′＝220N，由牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為220N.質(zhì)量為20kg的物體(3)當(dāng)升降機(jī)以5m/s2的加速度減速上升時(shí)，物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小是多少？失重100N當(dāng)升降機(jī)以5m/s2的加速度減速上升時(shí)，加速度方向向下，物體處于失重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律mg－N″＝ma2解得N″＝100N，由牛頓第三定律，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大小為100N.質(zhì)量為20kg的物體(4)當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，物體對(duì)臺(tái)秤的壓力為多少？0當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，加速度等于重力加速度，則物體處于完全失重狀態(tài)，則物體對(duì)臺(tái)秤的壓力為0.質(zhì)量為20kg的物體三、超重、失重的綜合應(yīng)用1.若加速度方向向上(或斜向上)，物體處于超重狀態(tài)；若加速度方向向下(或斜向下)，物體處于失重狀態(tài).2.若系統(tǒng)中某一部分有向上或向下的加速度，則系統(tǒng)整體也處于超重或失重狀態(tài).

如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)質(zhì)量為m的物體以加速度a沿斜面加速下滑時(shí)有(重力加速度為g)A.地面對(duì)斜面體的支持力大于(M＋