《第六節(jié) 失重和超重》課件-高中物理-必修 第一冊-粵教版

高中物理第六節(jié)：失重與超重現(xiàn)象

主講人：目錄01失重與超重概念02失重現(xiàn)象分析03超重現(xiàn)象分析04失重與超重的計算05失重與超重的實驗探究06失重與超重的教育意義失重與超重概念01定義與區(qū)別超重是指物體在加速運動或受到外力作用時，所受的重力支持力大于其實際重量的狀態(tài)。超重的定義失重是指物體在自由落體運動中，所受的重力支持力為零的狀態(tài)。失重的定義形成原因在自由落體運動中，物體所受的重力與支持力平衡，導致物體表現(xiàn)出失重狀態(tài)。自由落體運動01當物體在圓周運動中，離心力大于重力時，物體內(nèi)部的乘客會感受到超重現(xiàn)象。離心力作用02在加速上升或下降的電梯中，乘客會經(jīng)歷超重或失重的感覺，因為加速度改變了重力的感知。加速度變化03在地球引力場較弱的區(qū)域，如高空或遠離地球的太空站，物體的重力感受會減弱，產(chǎn)生失重現(xiàn)象。地球引力場變化04失重現(xiàn)象分析02失重環(huán)境下的物理變化流體行為改變物體的浮力消失在失重狀態(tài)下，物體不再受到浮力作用，如在太空中水滴會形成完美的球形。失重環(huán)境下，流體不再遵循地面上的流動規(guī)律，例如微重力下的液體表面張力現(xiàn)象。物體間相互作用減弱由于重力的缺失，物體間的相互作用力顯著減少，如宇航員在太空中可以輕易推動大型物體。失重對物體運動的影響在失重狀態(tài)下，物體不再受到重力的約束，運動的自由度顯著增加，可進行多方向運動。物體運動的自由度增加失重條件下，物體間的相互作用力不再受重力影響，如碰撞和接觸力等將發(fā)生變化。物體間相互作用的變化失重環(huán)境下，物體的運動軌跡不再遵循地球表面的重力約束，可實現(xiàn)直線或曲線運動。物體運動軌跡的改變在失重環(huán)境中，物體的運動狀態(tài)更易受微小力的影響，穩(wěn)定性降低，容易產(chǎn)生漂浮和旋轉。物體運動狀態(tài)的穩(wěn)定性01020304失重在太空中的應用宇航員在太空中進行太空行走時，利用失重環(huán)境進行設備維修和科學實驗。太空行走01在國際空間站進行的微重力實驗，如流體物理和材料科學實驗，依賴失重狀態(tài)揭示新現(xiàn)象。微重力實驗02超重現(xiàn)象分析03超重的產(chǎn)生條件當電梯加速下降或汽車急剎車時，乘客會感受到超重現(xiàn)象。加速度方向向下在高速旋轉的游樂設施中，乘客因離心力作用而感到身體被壓向座椅。離心力作用在飛機進行俯沖動作時，機上人員會經(jīng)歷超重，因為重力加速度暫時增大。重力加速度增加超重對物體的影響超重條件下，物體承受的力增大，可能導致結構變形或損壞，如過載的飛機機翼。物體結構應力增加物體在超重狀態(tài)下，表面與接觸面之間的摩擦加劇，導致磨損速度加快，如超重的行李箱在地面上的拖拽痕跡。物體表面磨損加劇超重現(xiàn)象下，物體的加速度增加，運動狀態(tài)發(fā)生改變，例如電梯加速上升時乘客感受到的額外壓力。物體運動狀態(tài)改變超重導致物體內(nèi)部各部分間相對運動的摩擦力增加，可能加速磨損，如超載車輛的剎車系統(tǒng)。物體內(nèi)部摩擦力增大超重在日常生活中的例子飛機在起飛和降落時，乘客會感受到身體被壓向座椅，這是因為飛機加速度變化引起的超重現(xiàn)象。飛機起飛和降落在過山車急速轉彎時，乘客會感到被壓在座椅上，這是因為離心力導致的超重感。過山車的急轉彎當電梯快速上升或下降時，乘客會感受到身體重量的增加或減少，這就是超重和失重現(xiàn)象。乘坐快速電梯失重與超重的計算04計算公式介紹在自由落體運動中，物體所受的重力與支持力相等，表現(xiàn)為失重狀態(tài)。失重狀態(tài)下的力平衡01超重現(xiàn)象的計算02當物體加速上升或在圓周運動中，所受的向心力大于重力，產(chǎn)生超重現(xiàn)象。實際問題中的應用在過山車的最高點和最低點，乘客會經(jīng)歷失重和超重現(xiàn)象，這與速度和加速度的變化有關。乘坐過山車時的超重與失重宇航員在太空中漂浮，是因為他們處于微重力環(huán)境中，這是失重現(xiàn)象的一個典型例子。宇航員在太空中的失重體驗當電梯快速上升時，乘客會感到身體被壓向地板，這是因為電梯的加速度導致了超重現(xiàn)象。電梯加速上升時的超重感計算實例演示自由落體運動中的失重計算在自由落體運動中，物體的重力完全用于加速度，此時物體處于失重狀態(tài)，計算公式為F=ma。電梯加速上升時的超重計算當電梯以加速度a向上加速時，人體會感受到超重，此時的表觀重力F=mg+ma。過山車頂點的失重感計算在過山車到達最高點時，由于向心加速度，乘客會感受到失重，計算公式為F=mv2/r。飛機急轉彎時的超重計算飛機在做急轉彎時，乘客會感受到超重，此時的超重力F可以通過向心力公式F=mv2/r計算得出。失重與超重的實驗探究05實驗目的與原理通過實驗操作，學生能夠探究在非慣性參考系中重力與慣性力之間的相互作用。實驗中通過測量不同質量物體在加速度下的表現(xiàn)，驗證牛頓第二定律的適用性。通過實驗，學生能夠直觀理解物體在不同加速度下所表現(xiàn)出的失重與超重現(xiàn)象。理解失重與超重概念掌握牛頓第二定律探究重力與慣性力的關系實驗步驟與注意事項實驗步驟首先，設置一個可自由升降的平臺，然后將物體放置在平臺上，通過升降平臺模擬失重和超重環(huán)境。注意事項在進行實驗時，確保所有設備安全可靠，避免因設備故障導致的意外傷害或數(shù)據(jù)誤差。實驗結果分析實驗中，物體在自由落體時的加速度為零，測量數(shù)據(jù)表明其重量為零。失重狀態(tài)下的測量數(shù)據(jù)分析實驗中可能出現(xiàn)的誤差，如測量工具的精度限制，以及如何通過重復實驗來修正。實驗誤差的識別與修正通過旋轉座椅實驗，觀察到離心力作用下物體重量增加的現(xiàn)象。超重現(xiàn)象的觀察記錄通過對比實驗數(shù)據(jù)與理論預測，驗證了失重與超重現(xiàn)象的物理原理。實驗結論的驗證失重與超重的教育意義06物理教學中的重要性通過失重與超重現(xiàn)象的學習，學生能更好地理解物體在不同加速度下的運動狀態(tài)。培養(yǎng)空間感和理解力探討失重與超重現(xiàn)象，可以激發(fā)學生對物理現(xiàn)象背后科學原理的好奇心和探究欲。激發(fā)科學探究興趣理解失重與超重現(xiàn)象有助于學生將物理知識應用于日常生活，如乘坐電梯時的體驗。應用到實際生活培養(yǎng)學生科學思維通過失重與超重現(xiàn)象的學習，激發(fā)學生對物理概念的深入理解與空間想象力的提升。理解力與想象力的培養(yǎng)通過實驗演示失重與超重，讓學生親自觀察并記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)科學實驗和觀察分析的能力。實驗與觀察技能的鍛煉跨學科知識的融合數(shù)學在物理中的應用哲學思考與物理現(xiàn)象技術與物理的結合歷史視角下的物理發(fā)展通過解析失重與超重的數(shù)學模型，學生能更好地理解物理現(xiàn)象背后的數(shù)學原理。探討歷史上對失重與超重現(xiàn)象的認識，如伽利略的自由落體實驗，增加學生的歷史意識。介紹現(xiàn)代技術如何利用失重與超重原理，例如在航天器設計和運動訓練中的應用。引導學生思考失重與超重現(xiàn)象對人類哲學觀念的影響，如對空間和時間概念的重新定義。高中物理第六節(jié)：失重與超重現(xiàn)象(1)

失重現(xiàn)象01失重現(xiàn)象

失重，即物體在某一方向上的重力作用被部分或完全抵消，使物體感受不到原本應有的重力作用。這種狀態(tài)通常在物理環(huán)境中發(fā)生，特別是在太空環(huán)境。當我們進入太空時，會發(fā)現(xiàn)宇航員可以輕松地漂浮在空中，這是因為太空中的重力幾乎為零。在這種情況下，宇航員和飛船處于一個完全失重的狀態(tài)。除此之外，當乘坐高速電梯上升時，由于加速度與重力方向相反，也可能體驗到短暫的失重狀態(tài)。這種狀態(tài)下，物體的重量似乎減輕了。這種現(xiàn)象對我們的日常生活有重要影響，例如在制藥、食品加工和航天工程中都需要考慮到失重的特殊條件。超重現(xiàn)象02超重現(xiàn)象

與失重相反，超重是指物體受到的力大于其實際重力。當我們在電梯中向上或向下加速時，往往會感到自己受到了更大的重力作用，這就是超重現(xiàn)象。在物理學中，超重現(xiàn)象常常伴隨著加速度的出現(xiàn)。當物體的加速度方向與重力方向相同時，物體就會感受到超重效應。這種現(xiàn)象在車輛事故、地震等自然災害中尤為明顯。在這些情況下，物體的重量似乎增加了。超重現(xiàn)象對工程師和結構設計師來說尤為重要，他們需要確保建筑和結構設計能夠承受可能的超重負載。同時對于研究加速度的物理現(xiàn)象具有十分重要的作用和價值，同樣它也揭示了力場效應和人類活動對抗物理規(guī)律的場景以及平衡被打破的情景的關聯(lián)。結論03結論

總的來說，失重和超重是物理學中重要的概念，它們在我們的日常生活中無處不在。通過研究這兩種現(xiàn)象，我們可以更深入地理解力和運動的關系以及加速度如何影響我們的感知和周圍環(huán)境的變化。無論是探索太空、乘坐電梯還是設計建筑和結構時，我們都需要考慮到失重和超重的影響。希望我們能夠在這一節(jié)的物理課程中更深入地理解這些概念并發(fā)現(xiàn)更多關于它們的有趣應用和挑戰(zhàn)。讓我們繼續(xù)探索物理世界的奧秘并尋找新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新！高中物理第六節(jié)：失重與超重現(xiàn)象(2)

失重現(xiàn)象01失重現(xiàn)象

1.自由落體運動當物體在真空中自由下落時，由于沒有空氣阻力，物體處于完全失重狀態(tài)。此時，物體對接觸面的壓力為零。2.衛(wèi)星繞地球運動衛(wèi)星在繞地球運動時，受到地球引力的作用，同時具有向心加速度。在這種情況下，衛(wèi)星處于失重狀態(tài)，對接觸面的壓力為零。3.高速電梯下降衛(wèi)星在繞地球運動時，受到地球引力的作用，同時具有向心加速度。在這種情況下，衛(wèi)星處于失重狀態(tài)，對接觸面的壓力為零。

超重現(xiàn)象02超重現(xiàn)象

當物體在真空中自由上升時，由于沒有空氣阻力，物體處于完全失重狀態(tài)。但在此過程中，物體受到向上的推力，使得物體對接觸面的壓力增大。1.自由上升運動

當電梯以一定速度上升時，電梯內(nèi)的物體受到向上的推力，使得物體對接觸面的壓力增大。3.高速電梯上升

衛(wèi)星在繞地球運動時，受到地球引力的作用，同時具有向心加速度。在這種情況下，衛(wèi)星對接觸面的壓力增大。2.衛(wèi)星繞地球運動失重與超重現(xiàn)象的應用03失重與超重現(xiàn)象的應用

1.高空作業(yè)在高空作業(yè)中，利用失重現(xiàn)象，可以使工人減輕勞動強度，提高工作效率。

2.火箭發(fā)射火箭在發(fā)射過程中，利用超重現(xiàn)象，可以提高火箭的推力，使其克服地球引力，順利進入太空。

3.衛(wèi)星發(fā)射衛(wèi)星在發(fā)射過程中，利用超重現(xiàn)象，可以提高衛(wèi)星的運載能力，使其順利進入預定軌道。高中物理第六節(jié)：失重與超重現(xiàn)象(3)

什么是失重？01什么是失重？

失重狀態(tài)是指物體受到的重力減小到幾乎為零的狀態(tài)，這通常發(fā)生在地球的衛(wèi)星軌道上或航天器的太空中。在這種狀態(tài)下，物體的慣性似乎消失了，即無論施加多大的力，物體都不會產(chǎn)生運動。失重狀態(tài)下的物體不受重力作用，因此在進行各種實驗時，科學家們能夠更好地研究物體的行為。什么是超重？02什么是超重？

超重狀態(tài)則是指物體所受的重力增加的現(xiàn)象，當一個物體被懸掛在電梯里，并且電梯加速上升時，該物體會感受到額外的向上的力，這種力超過了其自身的重量。超重現(xiàn)象在生活中也有許多實例，比如乘坐過山車時，乘客可能會感覺到比正常情況下更重一些。失重與超重對人類的影響03失重與超重對人類的影響

失重環(huán)境在太空探索中扮演著重要角色，它使宇航員能夠在微重力環(huán)境中進行科學實驗，如植物生長和材料測試。此外，在醫(yī)學領域，失重條件也被用于模擬某些疾病的發(fā)展過程，幫助研究人員更好地理解疾病的機制。超重現(xiàn)象則常見于日常生活中，例如乘坐電梯時的快速上升過程。盡管這種感覺并不真實，但它確實反映了物體受到的額外力。了解這些基本的物理現(xiàn)象有助于我們在現(xiàn)實生活中做出更明智的選擇和決策?？偨Y04總結

通過理解和掌握失重與超重的概念，我們可以更好地認識和利用自然界的規(guī)律。無論是太空探索還是日常生活中的各種現(xiàn)象，都有其背后的物理原理。通過不斷的學習和實踐，我們不僅能深化對物理學科的理解，還能培養(yǎng)出解決問題的能力和創(chuàng)新思維。希望每位同學都能在這門課中學有所得，享受探索物理奧秘的樂趣！高中物理第六節(jié)：失重與超重現(xiàn)象(4)

失重現(xiàn)象01失重現(xiàn)象

失重，簡單來說，就是物體所受的重力部分或全部被抵消，產(chǎn)生懸浮或者失重狀態(tài)的現(xiàn)象。當我們乘坐電梯時，向上加速或者向下減速的過程中，我們會感到一股向上的力量，這就是失重現(xiàn)象。在這個過程中，物體的重力被電梯的加速度所抵消，給人一種“輕飄飄”的感覺。在物理實驗中，失重環(huán)境為我們提供了一種無重力干擾的實驗條件。例如，在國際空間站中，宇航員可以在失重環(huán)境下進行各種科學實驗和物理實驗，這種環(huán)境消除了地球重力對實驗的影響，使得實驗結果更加準確。超重現(xiàn)象02超重現(xiàn)象

與失重現(xiàn)象相反，超重現(xiàn)象是指物體所受的重力超過其實際值的現(xiàn)象。當我們乘坐電梯下行并加速，或者上行減速時，我們會感到一種向下的力量，這就是超重現(xiàn)象。在這個過程中，物體的重力與電梯的加速度疊加，給人一種“重壓”的感覺。在游樂場的大型娛樂設施中，如過山車等，常常會出現(xiàn)超重現(xiàn)象。當過山車急速上升或下降時，乘客會感到一種強烈的力量壓迫在身上，這就是超重現(xiàn)象。在物理學中，超重現(xiàn)象也會對物體的穩(wěn)定性和受力產(chǎn)生重大影響。失重與超重的原理及應用03失重與超重的原理及應用

失重和超重現(xiàn)象的根源在于加速度的存在，當物體的加速度