第6章第3节超重与失重

1、第第6章第章第4节超重和失重节超重和失重学习目标学习目标: 1. 知道什么是超重与失重。知道什么是超重与失重。2. 知道产生超重与失重的条件。知道产生超重与失重的条件。3. 了解生活实际中超重和失重现象。了解生活实际中超重和失重现象。4理解超重和失重的实质。理解超重和失重的实质。5. 了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用。用。6会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。学习重点学习重点: 超重和失重的实质。超重和失重的实质。学习难点学习难点: 应用牛顿定律求解超重和失重问题。应用牛顿定律求解超重和失重问题。教学手段

2、：教学手段：多媒体动画多媒体动画复习引入：复习引入：1.重力如何测量？重力如何测量？2.牛顿第二定律的表达式？牛顿第二定律的表达式？3.物体的速度方向和运动方向有何关系？物体的速度方向和运动方向有何关系？4.物体做加速或减速直线运动时，加速度和物体做加速或减速直线运动时，加速度和速度方向之间有什么关系？速度方向之间有什么关系？想一想：想一想：1.物体的重力在同一地点会不会发生变化物体的重力在同一地点会不会发生变化呢？呢？2.同一时间、同一地点，人的体重会不会同一时间、同一地点，人的体重会不会发生变化呢？发生变化呢？3.站在体重计上的人，迅速下蹲或迅速站站在体重计上的人，迅速下蹲或迅速站起来时，

3、体重计示数会不会发生变化？起来时，体重计示数会不会发生变化？为什么？为什么？例题：例题：升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一个升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一个质量为质量为20kg的物体（如图示），当升降机：的物体（如图示），当升降机： a以以4m/s的速度匀速上升时，台秤读数是多少的速度匀速上升时，台秤读数是多少N？ b以以1m/s2的加速度加速上升时，台秤读数是多少的加速度加速上升时，台秤读数是多少N？ 解：取竖直向上为正方向解：取竖直向上为正方向(1)由于升降机匀速上升由于升降机匀速上升 ,所以所以a=0,根据牛根据牛顿第二定律知顿第二定律知: N-mg=0 所以所以 N=m

4、g=200N由牛顿第三定律知，由牛顿第三定律知，N=N=200NGamg (2)由于升降机加速上升由于升降机加速上升 ,且且a= 1m/s2,方向竖方向竖直向上直向上,根据牛顿第二定律知根据牛顿第二定律知:N-mg=ma 所以所以 N=m(g+a)=220N由牛顿第三定律知，由牛顿第三定律知， N=N=220N1 1、定义：、定义：物体对水平支持物的压力大于物体物体对水平支持物的压力大于物体所受重力的情况称为所受重力的情况称为超重超重现象。现象。2 2、实质：、实质：压力大于重力且压力大于重力且 N=N=m(g+a)3 3、条件、条件: :物体具有竖直向上的加速度，即做加物体具有竖直向上的加速

5、度，即做加速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象。速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象。物体对竖直悬绳的拉力物体对竖直悬绳的拉力aF=F=m(g+a)生活中的超重现象生活中的超重现象:加速上升加速上升减速下降减速下降a 竖直向上竖直向上电电梯梯加速下降加速下降减速上升减速上升电电梯梯 a 竖直向下竖直向下（电梯）（电梯）1 1、定义：、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）小于物体所受重力的情况称直悬绳的拉力）小于物体所受重力的情况称为为失重失重现象。现象。2 2、实质：、实质：压力（或拉力）小于重力压力（或拉力）小于重力 且且 N=N=m(g-

6、a)3 3、条件、条件: :物体具有竖直向下的加速度，即做加物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升的运动时，会发生失重现速下降或减速上升的运动时，会发生失重现象。象。想一想想一想在失重状态中，支持力（或拉力）小于物体的重力，在失重状态中，支持力（或拉力）小于物体的重力，从而产生了向下的加速度，那么这个加速度能取到从而产生了向下的加速度，那么这个加速度能取到无穷大吗？无穷大吗？ 当装有水的水当装有水的水杯壁上有一个孔杯壁上有一个孔时，在水压作用时，在水压作用下，水会从孔中下，水会从孔中流出来。流出来。 如果让这个杯如果让这个杯子自由下落又是子自由下落又是什么情况呢？什么情况呢？想一想：

7、为什么？想一想：为什么？ 这时我们发现，这时我们发现，虽然杯壁上有孔，虽然杯壁上有孔，但水却没有流出但水却没有流出来，这是为什么来，这是为什么呢？呢？总结：总结：由此可见，当物体处于完全由此可见，当物体处于完全失重时，凡是和重力相关的现象都失重时，凡是和重力相关的现象都消失。消失。 失重时，重物对竖直悬线的拉力失重时，重物对竖直悬线的拉力N=m(g-a)；对支持面；对支持面的压力的压力N=m(g-a)。就好像重力。就好像重力“减小减小”了（了（确切的说是重确切的说是重力加速度力加速度g g好像好像“减小减小”了了）。）。实际上物体的重力没有实际上物体的重力没有变。变。 超重时，重物对竖直悬线的

8、拉力超重时，重物对竖直悬线的拉力N=m(g+a)；对支持面；对支持面的压力的压力N=m(g+a)。就好像重力。就好像重力“增加增加”了（了（确切的说是重确切的说是重力加速度力加速度g g好像好像“增加增加”了了）。）。实际上物体的重力没有实际上物体的重力没有变变。 失重时，当失重时，当a=g，重物对竖直悬线的拉力，重物对竖直悬线的拉力N=m(g-a)=0；对支持面的压力对支持面的压力N=m(g-a)=0。就好像重力完全。就好像重力完全“消失消失”了了（确切的说是重力加速度确切的说是重力加速度g g好像好像“消失消失”了了）。）。实际上物实际上物体的重力并没有消失。体的重力并没有消失。对超重和失

9、重的理解：对超重和失重的理解：物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的关系：物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的关系：amga物体有向上的加速度物体有向上的加速度即即 a0F=F=m(g+a)N=N=m(g+a)超超重重失失重重mg物体静止或匀速运动物体静止或匀速运动即即 a=0F=F=mgN=N=mg物体有向下的加速度物体有向下的加速度即即 a0F=F=m(g-a)N=N=m(g-a)amga练习：练习：1 1、一小孩站在升降机中，升降机的运动、一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如下时，判断超重、失重情况。情况如下时，判断超重、失重情况。1、升降机加速上升、升降机加速上升2

10、、升降机减速上升、升降机减速上升3、升降机加速下降、升降机加速下降4、升降机减速下降、升降机减速下降超重超重失重失重失重失重超重超重2 2、一质量为、一质量为40kg40kg的小孩站在升降机中的体重计上。的小孩站在升降机中的体重计上。（1 1）当升降机以）当升降机以0.5m/s0.5m/s2 2加速上升时，体重计的读数为功加速上升时，体重计的读数为功( )N( )N。（2 2）当升降机以）当升降机以0.5m/s0.5m/s2 2的加速下降时，体重计的读数为的加速下降时，体重计的读数为( )N( )N。420380开始下蹲时开始下蹲时加速度：加速度： 竖直向下竖直向下失重失重将要完全蹲下时将要完

11、全蹲下时加速度：加速度： 竖直向上竖直向上超重超重读数变小读数变小读数变大读数变大开始站起时开始站起时加速度：加速度： 竖直向上竖直向上超重超重将要完全站起时将要完全站起时加速度：加速度： 竖直向下竖直向下失重失重读数变大读数变大读数变小读数变小4 4作为中国首位进入太空的作为中国首位进入太空的宇航员杨利伟，不仅要有丰富宇航员杨利伟，不仅要有丰富的知识，还要有过硬的身体，的知识，还要有过硬的身体，能够承受超重和失重的影响，能够承受超重和失重的影响，那么分析飞船在起飞阶段和返那么分析飞船在起飞阶段和返回大气层后下落阶段宇航员杨回大气层后下落阶段宇航员杨利伟是处于超重状态还是失重利伟是处于超重状态

12、还是失重状态？状态？ 练习题练习题: :在升降机（电梯）中测人的体重，已知在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为人质量为40kg40kg，如果升降机以，如果升降机以2.5 2.5 m/s2的加速度的加速度匀减速上升，测力计的示数是多少？匀减速上升，测力计的示数是多少？ （g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400N, GNva当升降机匀减速上升时，根据牛顿第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=300N，根据牛顿第三定律可知，测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，测力计的示数为300N。 前题中，如果升降机以前题中，如果升降机以2.5m/s2.5m/s2的加速度匀减的加速度匀减速上升，测力计的示数又是多少？速上升，测力计的示