【全国百强校】湖南省长沙市长郡中学高中物理必修一教学课件-超重与失重 (共33张PPT)

根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力
FN大小相等，方向相反。 FN
解析：选取人为研究对象。人体受到重力mg和体
重计对人的支持力FN，这两个力的共同作用使人在
v
下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个
阶段。 mg
新课讲解
（1）人加速向下运动 设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示 根据牛顿第二定律，有
课堂练习
3、一人站在体重计上，在他蹲下到停止的过程中，体重计 的示数（ A ） A.先小于体重，后大于体重，最后等于体重 B.先大于体重，后小于体重，最后等于体重 C.先小于体重，后等于体重 D.先大于体重，后等于体重
课堂练习
4、一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3， g为重力加速度，人对电梯底部的压力为（ D ） A.mg/3 B.2mg C.mg D.4mg/3
FN av
mg－FN＝ma mg
FN＝m（g－a）<mg 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力，所
以属于失重现象。 α 向下
视重<重力 失重现象
新课讲解
（2）人减速向下运动
如图所示：加速度方向与运动方向相反，有 FN
mg－FN＝－ma
FN＝m（g＋a）>mg 此时，体重计的示数大于人受到的重力。所 a v
示数是多少？
解：对人进行受力分析设竖直向下方向
FN
为坐标轴正方向
牛顿第二定律得：mg-FN=ma 因为自由下落所以：a=g 代入得：FN=0
v a=g mg
新课讲解
根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力FN′为： FN′＝－FN＝0 台秤的示数是0。
当物体向下的加速度a=g时，物体对支持物的压力（或对悬 挂物的拉力）将等于零，这种状态称为完全失重现象。

宇宙飞船中的超重与失重现象
发射过程中的超重现象
宇宙飞船在发射升空的过程中，由于 加速度的作用，宇航员会感受到超重 。
太空飞行中的失重现象
返回过程中的超重现象
宇宙飞船在返回地球大气层时，由于 高速下落和空气阻力的作用，宇航员 会再次感受到超重。
宇宙飞船在太空中飞行时，由于远离 地球引力，宇航员会处于失重状态。
超重的定义和产生条件
定义
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。
产生条件
物体具有向上的加速度。
失重的定义和产生条件
定义
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。
产生条件
物体具有向下的加速度。
超重与失重的判断方法
根据定义判断
当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力时，物体处于超重状态； 当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力时，物体处于失重状态。
产生条件 物体具有向上的加速度
受力分析
物体受到向上的支持力 （或拉力）和向下的重 力，且支持力（或拉力 ）大于重力
运动情况
物体加速上升或减速下 降
失重状态下的力学分析
定义
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
产生条件
物体具有向下的加速度
受力分析
物体受到向上的支持力（或拉力）和向下的 重力，且支持力（或拉力）小于重力
实验器材和步骤
实验器材 1. 电子秤
2. 钩码
实验器材和步骤
3. 弹簧测力计 4. 滑轮、细绳等辅助器材
实验步骤
实验器材和步骤
1. 在电子秤上放置钩码，记录 静止时电子秤的读提升，同时观察并记录电子秤 的读数变化。

起立的动作
)
解析 下蹲过程中,先向下加速后向下减速,则人先处于失重状态后处于超
重状态,选项A错误;起立过程中,先向上加速后向上减速,则人先处于超重
状态后处于失重状态,选项B错误;由图结合以上分析可知,该同学做了一次
下蹲再起立的动作,选项C错误,D正确。
答案 D
规律方法 判断超重、失重状态的方法
物体究竟处于超重状态还是失重状态,可用三个方法判断:
到完全蹲下,体重计的示数如何变化?为什么会发生这样的变化?
要点提示 人在下蹲的过程中,向下做先加速后减速的运动,加速度的方向
先向下后向上,所以人先处于失重状态再处于超重状态,最后处于平衡状态,
体重计的示数先减小后增大,最后等于重力G。
[知识点拨]
求解超重与失重问题的基本思路
超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续,解题时应抓住加速
C.体重计示数先减小后增大
D.体重计示数先增大后减小
解析 人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,
最后回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,故体重计示数先增大
后减小,故D正确,A、B、C错误。
答案 D
问题二
用牛顿第二定律分析超重、失重现象
[情境探究]
人站在体重计上静止时,体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态
[实例引导]
例3一个物块置于粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F随时间t变化的关
系如图(a)所示,速度v随时间t变化的关系如图(b)所示。g取10 m/s2,求:
(1)1 s末物块所受摩擦力的大小Ff1;
(2)物块在前6 s内的位移大小x;
(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ。

地球引力与超重、失重关系探讨
地球引力
失重
地球对物体的吸引力，使物体具有重 量。在地球表面，物体所受重力加速 度约为9.8m/s²。
物体具有向下的加速度时，物体对支 持物的压力小于物体所受重力的现象 。此时，物体的视重或表观重量小于 实际重量。
超重
物体具有向上的加速度时，物体对支 持物的压力大于物体所受重力的现象 。此时，物体的视重或表观重量大于 实际重量。
高一物理必修一课件超重和 失重
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 超重和失重现象概述 • 超重和失重原因分析 • 实验室模拟超重和失重环境 • 超重和失重对人体影响研究 • 超重和失重在航空航天领域应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
超重和失重现象概述
超重现象定义及特点
定义
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。
解题思路与技巧分享
分析物体的受力情况，确定物体 所受合外力的方向，进而判断加 速度的方向，是判断物体处于超
重状态还是失重状态的关键。
当物体处于超重状态时，物体所 受的支持力（或拉力）大于物体 的重力，但物体的重力并没有变
化。
当物体处于完全失重状态时，物 体所受的支持力（或拉力）为零
，此时物体只受重力作用。
02
火箭飞出大气层
随着火箭飞出大气层，加速度逐渐减小，进入失重状态。在失重环境下
，宇航员和载荷不再受到地球重力的约束，可以自由漂浮。
03
火箭重新进入地球大气层
当火箭重新进入地球大气层时，由于高速运动产生的空气阻力会使火箭
再次受到重力作用，出现超重现象。
太空站建设运营中考虑因素
微重力环境
太空站处于微重力环境，这对宇航员的生理和心理都会产生影响。长期在微重力环境下生 活，宇航员的骨骼、肌肉和心血管系统都会发生变化。

N.
(1)超重：由 N－mg＝ma 可得 N＝m(g＋a)，即视重大于重力，超重
“ma”，加速度 a 越大，超重越多．
(2)失重：由 mg－N＝ma 可得 N＝m(g－a)，即视重小于重力．失重
“ma”，加速度 a 越大，失重越多．
(3)完全失重：由 mg－N＝ma 和 a＝g 联立解得 N＝0，即视重为 0，
F＝m(g＋a)>mg 速
失重
由 mg－F＝ma 得 F 向下加速或向上减 向下
＝m(g－a)<mg 速
由 mg－F＝ma 得 F 自由落体，抛体，
完全失重 a＝g
＝0
正常运行的卫星等
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2.超重、失重的定量计算
设物体质量为 m，竖直方向加速度为 a，重力加速度为 g，支持力为
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D [电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸 长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向 向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下， 故选 D.]
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失重现象 1．对失重现象的理解 (1)从力的角度看：失重时物体受到竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平 支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把 这种现象定义为“失重”．
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[解析] 人在不同环境中最大“举力”是恒定不变的，设此人的最大 “举力”为 F.
(1)以物体为研究对象，对物体进行受力分析及运动分析，如图甲所 示，由牛顿第二定律得：m1g－F＝m1a1，

感谢您的观看
THANKS
超重和失重在相关领 域的研究进展
近年来，随着科学技术的不断发展， 超重和失重的研究也在不断深入。例 如，在材料科学领域，研究人员正在 探索如何利用超重和失重状态来改变 材料的结构和性能；在生物医学领域 ，研究人员正在研究超重和失重对人 体生理和病理过程的影响及其机制。 这些研究进展为相关领域的发展提供 了新的思路和方法。
产生条件
物体向下的加速度等于重力加速 度g。
生活中常见现象举例
超重现象举例
电梯加速上升或减速下降时，电梯内的人感 觉身体变重。
失重现象举例
电梯加速下降或减速上升时，电梯内的人感 觉身体变轻。
完全失重现象举例
太空中的宇航员处于完全失重状态，可以漂 浮在空中。
02
牛顿运动定律在超重失重中应用
牛顿第二定律在超重失重中作用
03
应用牛顿第二定律
根据物体的受力情况和运动情 况，应用牛顿第二定律求出物 体所受的合力，进而求出物体 对支持物的压力（或对悬挂物 的拉力）。
04
注意区分视重和实重
在解题时，要注意区分视重和 实重。视重是指物体对支持物 的压力（或对悬挂物的拉力） ，而实重是指物体实际受到的 重力。
相关领域前沿动态介绍
神舟六号载人飞船
2005年10月12日，费俊龙、聂海胜两名 航天员执行任务，实现了多人多天飞行。
神舟九号载人飞船
2012年6月16日，景海鹏、刘旺、刘洋（ 女）三名航天员执行任务，实现了首次载 人交会对接。
神舟七号载人飞船
2008年9月25日，翟志刚、刘伯明、景海 鹏三名航天员执行任务，翟志刚成功进行 太空行走。
牛顿运动定律综合应用举例
电梯中的超重和失重

要点笔记 超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续,解题时仍
应抓住加速度这个关键量。
探究应用
例2(多选)小明站在电梯内的体重计上,电梯静止时体重计示数为50 kg,若
电梯在竖直方向运动过程中,他看到体重计的示数为45 kg时,重力加速度g
取10 m/s2。下列说法中正确的是(
)
A.电梯可能在加速上升,加速度大小为9 m/s2
重力大还是小?
要点提示 (1)电梯启动瞬间加速度方向向上,人受到的合力方向向上,所以
支持力大于重力;电梯匀速向上运动时,人受到的合力为零,所以支持力等
于重力。
(2)减速运动时,因速度方向向上,故加速度方向向下,即人受到的合力方向
向下,所以支持力小于重力。
关键能力
1.当物体处于超重或失重状态时,物体的重力并未变化。
超重与失重
一年级
物理精品教学课件PPT
年
级：高中一年级
学
科：物理（人教版）
必备知识
1.超重
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。
2.失重
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。
3.完全失重
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态。即a=g,方向竖直
要点提示 人在下蹲的过程中,向下做先加速后减速的运动,加速度的方向
先向下后向上,所以人先处于失重状态再处于超重状态,体重计的示数先减
小后增大,最后保持不变。
关键能力
处理超重与失重问题的基本思路
(1)分析物体运动的加速度方向;
(2)判断物体处于超重(或失重)状态;
(3)分析物体的受力情况,利用牛顿第二定律分析和求解。

4、观察电梯的上下过程，找出什么时候超重，什么时候失重？ 电梯在向上加速或向下减速时发生超重现象 (a向上) 电梯在向下加速或向上减速时发生失重现象 (a向下)
5、判断加速度的方向 产生超重的条件：
物体具有向上的加速度（向上加速或向下减速）
产生失重的条件： 物体具有向下的加速度（向下加速或向上减速）
教学目标：
• 1 知道什么是超重和失重。 • 2 知道产生超重和失重的
条件。 • 3 厘米，宽厘米，高厘米的箱子，一层层架起将集中饲养。箱内铺～厘米厚的腐殖土，放上菜叶等，两箱放～只蜗牛，两天傍晚用喷水壶浇
一次水，使箱子内壁潮湿。 [] 蜗牛饲喂宜每晚喂食一次，可用各季蔬菜、农作物、绿肥作物、杂草根、茎、叶、花和果实，瓜皮、果皮、剩渣及废纸等，再 配上一些精饲料、蛋白料及； 验货公司 ； 矿物质饲料。也可两日喂一次，蜗牛可食剩残菜饭、腐殖物。保持洒水，使 场地湿度在～7%，PH～7，空气湿度7～%。当年孵化幼蜗，个月即达个螺层，体重达克以上，大的达克左右。养殖中应预防鸡、鸭、麻雀、鸽子、老鼠 等天敌危害。 [] 养殖要点 温度～℃，最佳℃，一般能高不低。加温必须采取地龙火道，且常年备好，尤其是春末夏初，要防止突然降温，有条件暖气最好， 不要采取火炉加温。 [] 湿度。饲养土的土表湿度要保持到%～%，空气相对湿度8%～%，能湿不干，控湿、保湿采取塑料布盖顶。 [] 防止干风、冷气直 接吹进，进口应采取双门、挂布、挡风板。 [] 坚决控制有异味的气体进入饲养场地。 [] 饲养土必须控制在pH.～7.，切忌使用施过农药、化学物质的污染砂 土。 [] 养殖容器一定要具有很好的透水性和透气性。 [] 不工作时不要强光照射，阴暗最好，夜间采用W红色灯泡照明，这样能刺激产卵。 [] 卵的孵化。蜗 牛的养殖成败，关键在卵的孵化，控制室内温度在～℃，空气湿度在%～%，土表湿度在%～%，改进采卵孵化方法，采用种蜗牛天轮倒法，此法能大大 提高蜗牛的养殖效益，一般出壳率达%以上。 [] 幼蜗牛的饲养关系到迅速发展蜗牛数量与产量的成败关键，要特别注意温度与湿度的控制。温度一般应控制 在～℃之间，饲养土含水量以%～%为宜，空气相对湿度在8%～%为宜，多食鲜嫩多汁的饲料，辅以钙质食物。 [] ～月龄蜗牛饲养池内加湿，坚决不能 用水泼，采用喷雾器喷，最好用温水。 [] 发现病、死蜗牛及时清除。 [] 勤清粪便，最好采取蚯蚓与蜗牛混养，一举两得。 [] 防止天敌侵害、灭鼠、灭蚁， 定时用/的敌百虫溶液喷洒，能有效地杀灭蜗牛的最大天敌--螨，定期用过氧乙酸稀释液，对蜗牛的养殖场所进行消毒，杀灭病源微生物。 [] 成本最低，效 果最佳饲料配方：米糠%，贝壳%，酵母粉8%，其他%。 [] 饲养与管理 饲养方式 大体分为室外开放式和室内封闭式两种。 [] 室外开放式包括沟式、棚 式、庭院式等，让其在保护圈内，类似于自然条件下的生长繁殖。室内封闭式养殖可用塑料盆、土盆、木箱、水泥

失
重 加速向下（起动） 原
理
分
析
v
a
减速向上（制动）
v
a
mg F ma
F m( g a) mg
由牛顿第三定律可知： 物体对台秤的压力F′=F <mg
第10页/共35页
日常生活中的超重和失重现象
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？再迅 速起立又会怎样？
第11页/共35页
θ
第34页/共35页
感谢您的观看。
第35页/共35页
牛
刀 小
1.下列哪种情况下物体一定处于超重状
试 态（C）
A.物体向上运动
B.物体向下运动
C.物体运动加速度向上
D.物体运动加速度向下
第21页/共35页
牛
刀 小
2.关于超重和失重，下列说法中正确的
试 是( D )
A 超重就是物体的重力增加了
B 失重就是物体的重力减小了
C 完全失重就是物体一点重力都不受
第3页/共35页
思 考
什么情况下发生超重和失重呢？
第4页/共35页
探究： 发生超重和失重的条件
具体要求：
①记录各阶段的超重 或失重现象 ②猜测超重（失重） 现象与什么物理量有 关并记录该物理量在 各阶段的情况，
③根据你的记录寻找规律并交流。
第5页/共35页
运动过程 v 方向 a方向 FN 与 G的关系 物体状态
第12页/共35页
思考
1、超重是否是物体的重力增加了,失重是否 是物体的重力减小了?
超重或失重时，物体的重力并没有发生变化， 变化的是对支持物的压力或对悬挂物体的拉力
2、只要物体向上运动，一定是超重；只要物 体向下运动，一定是失重。你认为这种说法 正确吗？

(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动， 也可以是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上 的，物体就处于超重状态，物体的运动方向可能向上也可 能向下。同理，物体处于失重状态时，物体的加速度向下， 物体既可以做向下的加速运动，也可以做向上的减速运动。
对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化，综上所述，A、B、C项错误，D项正确。
由牛顿第三定律得，此时体重计的示数为360 N，小于人的重力600 N，人处于失重状态。
向下的速度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存
若物体具有竖直向下的加速度或具有竖直向下的分加速度，则物体处于失重状态。
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存
在且未发生变化
解析：物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有 向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体 的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂 物的拉力发生变化，综上所述，A、B、C项错误，D 项正确。 答案：D
2．自由落体运动是加速度的___大__小___和___方__向___都 不变的匀变速直线运动，加速度之所以恒定不变， 是因为物体在下落过程中所受__重__力____的大小、 方向都不变。
状态，物体的运动方向可能向上也可能向下。
做自由落体运动的物体不受重力作用
静止或匀速 当将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称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所
受的压力。
(3)当升降机以4 m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得：G－FN＝ma，
平衡 a＝0 F＝mg 2．自由落体运动是加速度的________和________都 直线运动 1．处于平衡状态的物体所受的合力为零，此时物体的加速度为零，但物体的速度不一定为零。