第10讲：航天器中的完全失重现象 新版
5.5 超重与失重 课件 (共22张PPT)高一物理鲁科版(2019)必修第一册
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思考：若升降机做自由落体运动，人对座椅的压力是多少？
分析：以人为研究对象，根据牛顿第二定律得： G－N = ma = mg 由牛顿第三定律可得：压力N ´= N = 0 即人对座椅的压力是0
作者编号：43999
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2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重） 小于物体所受重力现象
第五章 牛顿运动定律 第5节 超重与失重
作者编号：43999
新课导入
在游乐园乘坐过山车，当过山 车开始急速下降时，有“上飘”的 感觉；当过山车开始上升时，有 “下坠”的感觉，难道人的体重会 在过山车上升或下降时发生变化吗？
作者编号：43999
学习目标
1.知道超重和失重的概念。 2.理解产生超重和失重现象的条件，会运用牛顿运动定律 对生活中的超、失重现象进行分析推理。 3.了解航天器中的超重、失重现象 。
a竖直向下等于 g
在游乐场的升降机中，若我们以乘坐升降机的人为研究对象，人受到 重力 G 和座椅在竖直方向的支持力 N 的作用，当升降机竖直向下加速 时，加速度的方向竖直向下。 取竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律可得
G - N = ma N < G
根据牛顿第三定律，人对座椅的压力大小等 于 N。可见，当物体竖直向下加速时，人对 座椅的压力小于人所受的重力。
mg
处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。 F
(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时 F<mg
处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，
mg
向下的加速度为g时处于完全失重状态。
物体的失重状态或超重状态与物体运动的方向无关
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《超重和失重》PPT课件
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
F
根据牛顿第二定律:
G -F = m α
所以：F = G - m α < G
a G 由牛顿第三定律可知： 物体对弹簧秤的拉力F′ = F <G
F 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
aG
重力的现象称为失重现象。
二、超重和失重的条件
v
Nα
N
αvN
N
m G
m v
G
m
α
m v
α
G
G
压力也是０，测力计的示数是０
完全失G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．
3.完全失重
（1）完全失重现象：当物体对支持物的压 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．
运动状态 速度方向
匀速上升
上
匀速下降
下
加速上升
上
减速上升
上
加速下降
下
减速下降
下
加速度 方向
上 下 下 上
比较F与G的 超重、失重
大小
的情况
F=G
F=G
F>G
超重
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念当物体具有向上的加速度时，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，称为超重；当物体具有向下的加速度时，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，称为失重。
如果物体的加速度方向竖直向下，且大小等于重力加速度 g 时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，这种状态称为完全失重。
为了更直观地理解这两个概念，我们可以想象一个人站在体重秤上。
当人静止时，体重秤的示数等于人的重力。
当人加速上升时，体重秤的示数会大于人的重力，这就是超重现象；当人加速下降时，体重秤的示数会小于人的重力，这就是失重现象；当人自由落体时，体重秤的示数为零，这就是完全失重现象。
二、超重与失重的产生条件超重现象产生的条件是物体具有向上的加速度。
例如，当电梯加速上升时，人站在电梯里会感到脚下的支持力变大，体重秤的示数增加，这就是超重现象。
在这种情况下，根据牛顿第二定律 F mg ＝ ma，其中 F 是支持力，m 是人的质量，g 是重力加速度，a 是加速度。
因为 a向上，所以 F 大于 mg，即支持力大于重力，产生超重现象。
失重现象产生的条件是物体具有向下的加速度。
比如，当电梯加速下降时，人会感觉脚下的支持力变小，体重秤的示数减小，这就是失重现象。
此时，根据牛顿第二定律 mg F ＝ ma，因为 a 向下，所以 F小于 mg，即支持力小于重力，产生失重现象。
完全失重现象产生的条件是物体的加速度等于重力加速度且方向竖直向下。
在太空中的航天器中，宇航员就处于完全失重状态。
因为航天器绕地球做圆周运动，其向心加速度等于重力加速度，此时宇航员对航天器的压力为零。
三、超重与失重的本质超重和失重现象的本质是物体所受的合力发生了变化，从而导致物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了改变。
重力本身并没有变化，只是由于加速度的存在，使得物体的视重（即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力）发生了改变。
18拱形桥和航天器中的失重现象
拱形桥和航天器问题 考点规律分析
(1)汽车过凸形桥 汽车在最高点满足关系：mg－FN＝mv2R，即FN＝mg－mv2R，由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力为FN′＝mg－mv2R。由此可知汽车对桥面的压力小于车的重力，汽车处于失重状态，并且汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小。当汽车对桥面的压力为零时，处于完全失重状态，即mg＝mv2mR，得vm＝gR，如果
汽车的速度超过此速度，汽车将离开桥面做平抛运动，发生危险。 (2)汽车过凹形桥
汽车在最低点满足关系：FN－mg＝mv2R，即FN＝mg＋mv2R，由牛顿第三定律
可知，汽车对桥面压力FN′＝mg＋mv2R。由此可知汽车对桥面的压力大于车的重力，汽车处于超重状态，并且汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大，故凹形桥易被压垮，因而现实生活中凸形桥多于凹形桥。 (3)绕地球做圆周运动的卫星、飞船、空间站处于完全失重状态 航天器绕地球做匀速圆周运动，其重力提供绕地球运动的向心力，而其重力加速度也就成为向心加速度，这个加速度也是向下的，故处于完全失重状态。 以在近地轨道运行的航天器为例，其轨道半径近似等于地球半径R：
①质量为M的航天器：航天器的重力提供向心力，满足关系：Mg＝Mv2R，则v＝gR。 ②质量为m的航天员：航天员的重力和座舱对航天员的支持力提供向心力，
满足关系：mg－FN＝mv2R。当v＝gR时，FN＝0，即航天员处于完全失重状态。
③航天器内的任何物体都处于完全失重状态。 典型例题 如图所示，质量m＝2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形
桥面，两桥面的圆弧半径均为20m。如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N，
则：
(1)汽车允许的最大速度是多少？ (2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2) [规范解答] (1)汽车在凹形桥面底部时，对桥压力最大。 由牛顿第三定律得，此时桥对车的支持力FN＝3.0×105 N，
初中物理太空中完全失重现象
初中物理太空中完全失重现象示例文章篇一：嘿，你知道吗？初中物理课上讲的那个太空中的完全失重现象，听起来就像是科幻大片里的情节，但实际上它就在我们触手可及的宇宙里发生。
想象一下，你飘在太空中，四周一片寂静，没有任何声音，连重力都消失了。
那种感觉，就像是摆脱了地心引力的束缚，彻底自由了。
在地球上，我们习惯了重力把我们拉向地面，但到了太空，一切都变了。
想象一下，你在太空舱里，随便一推，就能飘到舱顶，然后再一推，又飘回到舱底。
那种感觉，简直太神奇了！这就是完全失重现象。
在太空中，物体不再受到地球引力的束缚，它们可以自由漂浮，就像是在水里一样。
为什么会这样呢？其实，这是因为太空中没有空气阻力，也没有其他物体的引力干扰。
地球上的重力是由于地球对物体的引力产生的，但在太空中，由于距离地球很远，地球对物体的引力变得非常微弱，几乎可以忽略不计。
所以，物体在太空中就处于了完全失重状态。
这种完全失重现象不仅让人感到神奇，还给我们带来了很多好处。
比如，在太空中进行科学实验，可以消除重力对实验结果的干扰，得到更准确的实验结果。
还有，宇航员在太空中进行训练时，也可以利用完全失重现象来锻炼自己的身体，提高自己的适应能力。
不过，完全失重现象也给我们带来了一些挑战。
比如，宇航员在太空中会面临肌肉和骨骼退化的风险，因为没有了重力的刺激，他们的身体会逐渐变得虚弱。
所以，宇航员需要进行严格的体能训练，以保持身体健康。
总之，完全失重现象是太空中一种非常有趣的现象。
它不仅让我们感受到了宇宙的神奇和魅力，还为我们提供了很多宝贵的科研资源。
希望有一天，我们也能亲自去太空中体验一下这种神奇的感觉！示例文章篇二：哎，你知道吗？初中物理里有个特别酷的现象，叫做“完全失重”。
这听起来就像科幻电影里的场景对吧？但其实，它就在我们的宇宙中真实发生着。
想象一下，你在太空中飘啊飘，好像摆脱了地球的重力，那种感觉简直太奇妙了！首先，咱们得明白啥是“失重”。
简单来说，就是当你感觉自己的体重好像变轻了，或者好像完全没了重量，那就是失重。
超重和失重课件
格尔木市第一中学 张 荣
航天器中的超重、失重现象
实验一：
实验二：
实验二：
钩码运动 状态 静止 缓缓上升
弹簧秤示数的变化
基本不变 基本不变
缓缓下降 突然上升 突然下降
基本不变 变大 变小
电梯中的超重、失重现象
我国航天员展示完全ห้องสมุดไป่ตู้重现象
实验一 纸带为什么会断呢？ 实验二 还能向外喷水吗？
1、将两本书页面交叉，怎样才能很容易将它们分 开呢？为什么？
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如图：
航天器中的失重现象
当飞船绕地球做匀速圆周运动，问：天平 可以测量物体的质量吗？
所以两边托盘都不受压力， 所以天平始终平衡。
答：不能。 因为完全失重情况下，物体对托盘的压力 为0，砝码对托盘的压力也为0。
如图：飞船绕地球做匀速圆周运动。问： 水银气压计可以地球的重力，在重 力的作用下压迫水银槽，使水银槽托起一定 高度的水银柱。这样通过水银柱的高度就可 以判断大气压的大小。
水银气压计的本质是大气 受到地球的重力。
分析： 舱内气体也是绕地球做圆周运动，所以舱内 气体也处于完全失重状态。所以舱内气体对 水银槽无压力。
如图：飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船 内将重物挂于弹簧测力计上，则弹簧测力 计的示数是多少？
问：【完全失重】有几种类型？ 答：三种
直线完全失重 自由落体运动、 竖直上抛运动 平抛运动、斜抛运动
完全失重
曲线完全失重
圆周完全失重
环绕星体绕中心天体 做圆周运动
实际上，航天器中所有的物体在轨道上的 任何位置都处于完全失重状态。 如：头发完全失重，头发会竖起来，怒发 冲冠的样子。 如：骨骼完全失重，身高略有增加，腰椎 病人不需要牵引 如：身体完全失重，则无法正常走路，站 着睡觉与躺着睡觉一样舒服，头朝下睡觉 也行。
第10讲：航天器中的完全失重现象
制作人：张光明
我们知道：物体放在水平桌面上，重力的 作用是使物体压桌面。如果航天器绕地球 做圆周运动，问：航天器上的物体会压航 天器吗？ 答：不会。 因为物体所受的重力全部用来产生向心加 速度，并没有压航天器。 重力好像完全消失了，所以这种现象叫 【完全失重】。
飞船
地球
答：示数是0。 因为重力没有使弹簧发生形变，重力的作 用是使物体拐弯做圆周运动，所以弹簧仍 然保持原长。