超重和失重高一上學期物理人教版（2019）必修一

他們受重力嗎？在地面上能完成這個視頻的拍攝嗎？什么條件下才能完成這個拍攝任務？視頻《失重狀態(tài)拍攝的MV》交流討論什么是重力？重力的大小和物體質(zhì)量的關(guān)系是怎樣的？物體受到的重力與其運動狀態(tài)有關(guān)嗎？如何正確測量重力大小？【回顧】①G=mg

；②利用測力計直接測量交流討論如圖人在用體重計（單位N）稱量體重：被測人受哪幾個力的作用？體重計的示數(shù)反映的是哪個力的大小？什么情況下等于人的重力？GN重力G、支持力N人對體重計的壓力F壓

=N人處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)壓

=N=G交流討論如圖人在用體重計（單位N）稱量體重：GN人站在體重計上向下蹲的過程中，

體重計的示數(shù)會變化嗎？示數(shù)與

人的重力大小一定相等嗎？向下蹲——加速向下→減速向下人處于非平衡狀態(tài)，F(xiàn)壓

=N

≠G梳理深化測量重力常用兩種方法：先測量重力加速度g，再測量物體質(zhì)量m，利用G＝mg

得出重力大小。利用力的平衡條件對重力進行測量：將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于靜止狀態(tài)。這時物體所受的重力和測力計對物體的拉力或支持力的大小相等，測力計的示數(shù)反映了物體所受的重力大小。梳理深化人站在體重計上，體重計的示數(shù)稱為視重，反映了人對體重計的壓力大小。GFN根據(jù)牛頓第三定律，人對體重計的壓力與體重計對人的支持力

FN大小相等，方向相反。實驗探究電梯開始上升時身體變重，

電梯要停止上升時身體變輕；電梯開始下降時身體變輕，

電梯要停止下降時身體變重。【生活經(jīng)驗】

乘坐跳樓機、電梯時身體有

什么感覺？實驗探究加速向上——F＞G，減速向上——F＜G加速向下——F＜G，減速向下——F＞G【動手實驗】把物體掛在彈簧測力計下，用手帶動彈簧測力計和物體一起上下運動，觀察彈簧測力計示數(shù)變化并嘗試解釋示數(shù)變化的原因?！居^看視頻，完成表格】運動情況測力計示數(shù)與重力關(guān)系靜止F=G向上加速向上勻速向上減速向下加速向下勻速向下減速F＞GF=GF＜GF＜GF

=GF＞G運動情況測力計示數(shù)與重力關(guān)系靜止F=G向上加速向上勻速向上減速向下加速向下勻速向下減速F＞GF=GF＜GF＜GF

=GF＞G速度方向加速度方向向上向上向上向下向下向下無向上無向下向下無向上無【觀看視頻，完成表格】測力計示數(shù)與重力的關(guān)系與______方向有關(guān)。加速度交流討論什么情況下，測力計的示數(shù)F=G？什么情況下F>G？物體的重力變化了嗎？如果重力沒變，說出變化的力，并根據(jù)牛頓第二定律分析其中的原因。什么情況下F＜G？物體的重力變化了嗎？如果重力沒變，說出變化的力，并根據(jù)牛頓第二定律分析其中的原因。根據(jù)牛頓第二定律推導：什么情況下F=0？G=mgF′=F重力G=mg始終不變以豎直向下為正方向由牛頓第三定律、牛頓第二定律得mg－F=ma當F＞mg

時，解得a＜0，加速度方向豎直向上；當F＜mg

時，解得a＞0，加速度方向豎直向下；當F=0時，解得a=g，加速度方向豎直向下。梳理深化1．超重現(xiàn)象：定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w

所受重力的現(xiàn)象，叫作超重（overweight）現(xiàn)象。產(chǎn)生超重的原因：具有豎直向上的加速度

F支－mg＝ma

→

F壓

=F支＝mg＋ma＞mg產(chǎn)生的條件：具有向上的加速度，與速度大小和方向無關(guān)。運動類型：向上加速運動或者向下減速運動。梳理深化2．失重現(xiàn)象：定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w

所受重力的現(xiàn)象，叫作失重（weightlessness）現(xiàn)象。產(chǎn)生失重的原因：具有豎直向下的加速度

mg－F支＝ma

→

F壓

=F支＝mg－ma＜mg產(chǎn)生的條件：具有向下的加速度，與速度大小和方向無關(guān)。運動類型：向下加速運動或者向上減速運動。3．完全失重定義：物體對支持物（或懸掛物）完全沒有作用力，這種

現(xiàn)象被叫作完全失重狀態(tài)。產(chǎn)生條件：有豎直向下的加速度，大小等于重力加速度。運動類型：不計阻力的自由落體運動、拋體運動；航天器在太空軌道上繞地球或其他天體運行……梳理深化4．對超重和失重的“三點”深度理解：不論超重、失重或完全失重，重力都不變，只是視重改變。完全失重狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都完全消失。物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體的運動方向，

而在于物體的加速度方向，只要其加速度在豎直方向上有

分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。梳理深化鞏固提升例1．在升降的電梯內(nèi)的水平地面上放一體重計，電梯靜止時，吳力同學站在體重計上，體重計的示數(shù)為60kg，電梯運動時，某一段時間吳力同學發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為72kg，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（）A．吳力同學所受的重力變大了B．吳力同學對體重計的壓力大于體重計對他的支持力C．電梯的加速度大小為g，方向一定豎直向上D．電梯的運動方向一定豎直向上C鞏固提升例1．在升降的電梯內(nèi)的水平地面上放一體重計，電梯靜止時，吳力同學站在體重計上，體重計的示數(shù)為60kg，電梯運動時，某一段時間吳力同學發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為72kg，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（）Cm2g–m1g=ma以豎直向上為正方向靜止時示數(shù)為實際質(zhì)量m1=60kg運動時人受到向上的支持力等于

人對體重計的壓力F支2=m2ga=g＞0，方向向上故加速向上或減速向下練習1．在箱式電梯里的臺秤秤盤上放著一個

物體，在電梯運動過程中，某人在不同時刻

拍攝了甲、乙、丙三張照片，如圖所示，其

中乙為電梯勻速運動時的照片。

從這三張照片可判定（）A．拍攝甲照片時，電梯一定處于加速下降狀態(tài)B．拍攝丙照片時，電梯一定處于減速上升狀態(tài)C．拍攝丙照片時，電梯可能處于加速上升狀態(tài)D．拍攝甲照片時，電梯可能處于減速下降狀態(tài)D練習2．電梯的頂部掛一個彈簧測力計，測力計下端掛了一個物體，電梯勻速運動時，彈簧測力計的示數(shù)為10N，在某時刻，電梯中的人觀察到彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N，關(guān)于電梯的運動，以下說法正確的是（

g

取10m/s2）（）A．電梯可能向上加速運動，加速度大小為4m/s2B．電梯可能向下加速運動，加速度大小為4m/s2C．電梯可能向上減速運動，加速度大小為2m/s2D．電梯可能向下減速運動，加速度大小為2m/s2C練習3．質(zhì)量為60kg的人站在升降機中的體重計上，如圖所示，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)分別為多少牛？（

g

取10m/s2）（1）升降機勻速上升；（2）升降機以4m/s2的加速度勻加速上升；（3）升降機以3m/s2的加速度勻加速下降。已知：m=60kg，g=10m/s2（1）升降機勻速上升；解：人勻速上升，處于平衡狀態(tài)

F支1

=mg=60×10N=600N

由牛頓第三定律，體重計的讀數(shù)即人對

體重計的壓力

F壓1

=F支1

=600NGF支已知：m=60kg，g=10m/s2（2）升降機以4m/s2的加速度勻加速上升；GF支解：以加速度方向（豎直向上）為正方向

由牛頓第二定律F支2－mg=ma2

解得F支2

=60×4N＋60×10N=840N由牛頓第三定律，體重計的讀數(shù)即人對

體重計的壓力F壓2

=F支2

=840N已知：m=60kg，g=10m/s2（3）升降機以3m/s2的加速度勻加速下降。GF支解：以加速度方向（豎直向下）為正方向

由牛頓第二定律mg－F支3

=ma3

解得F支3

=60×10N＋60×3N=420N由牛頓第三定律，體重計的讀數(shù)即人對

體重計的壓力F壓3

=F支3

=420N超重和失重超重失重完全失重F＞G，a方向向上F＜G，a方向向下F=0，a=g，a方向向下加速向上減速向下加速向下減速向上1．據(jù)報道：某航空公司的一架客機。在正常航線上做水平飛行時，突然受到強大垂直氣流的作用后。使飛機在10s內(nèi)下降高度1700m，造成眾多乘客和機組人員的受傷事故。如果只研究飛機在豎直方向

上的運動，且假定這一運動是勻變速直線運動，g取10m/2，試計算：飛機在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大？方向怎樣？乘客所系安全帶必須提供乘客體重多少倍的拉

力，才能使乘客不脫離座椅？未系安全帶的乘客，相對于機艙將向什么方向

運動？最可能受到傷害的是人體的什么部位？

帶來什么后果？已知飛機初始水平飛行，豎直方向初速度v0=0