高中物理课件：超重与失重

超重与失重了解超重和失重现象，以及它们背后的物理原理什么是重力？地球吸引万有引力地球对任何物体都有吸引力，这重力是万有引力的一种特殊形式种力就是重力，是由地球质量引起的方向指向地心重力的方向总是指向地心，无论物体处于何种位置重力感受相关概念重力重力加速度超重与失重地球对物体的吸引力物体由于重力作用而产生的加速度物体所受的支持力或拉力大于或小于重力的现象做实验了解重力感受自由落体1当物体不受任何外力作用时，它会以重力加速度向下加速，体验失重状态向上加速2当物体向上加速时，它会感受到比重力更大的力，体验超重状态向下加速3当物体向下加速时，它会感受到比重力更小的力，体验失重状态什么是重力加速度？自由落体运动加速度当物体只受重力作用时，物体将做自由落体运动自由落体运动中，物体速度均匀增加，速度变化量与时间成正比，这就是重力加速度了解重力加速度的特点方向大小重力加速度的方向始终指向地心重力加速度的大小在地球上不同，与重力的方向一致地点略有差异，通常取值为

9.8m/s²影响重力加速度的大小受地球自转的影响，赤道处的重力加速度略小于两极重力加速度的数值

9.

81.6地球表面月球表面约为

9.8米每平方秒约为

1.6米每平方秒如何测量重力加速度自由落体法利用自由落体运动的公式，通过测量物体下落的高度和时间，计算出重力加速度单摆法利用单摆的周期公式，通过测量摆长和周期，计算出重力加速度其他方法还有其他方法，例如利用气压计或加速度计测量重力加速度定义超重与失重超重物体所受支持力或拉力大于物失重物体所受支持力或拉力小于物体重力时，我们就说物体处于超重状体重力时，我们就说物体处于失重状态态举例说明超重和失重当电梯加速上升时，人对电梯底部的压力大于自身重力，这就是超重现象当电梯加速下降时，人对电梯底部的压力小于自身重力，这就是失重现象在失重状态下，人会感觉轻飘飘的，甚至会漂浮起来在乘坐过山车时，当过山车加速上升或向下俯冲时，人会感受到超重或失重当过山车高速行驶过弯道时，人会感受到向心加速度产生的超重航天员在太空中，由于失去了地球引力的作用，会处于失重状态超重与失重的判断条件超重失重物体实际受到的重力大于其自身的重物体实际受到的重力小于其自身的重力，表现为物体对支持物的压力大于力，表现为物体对支持物的压力小于物体的重力物体的重力航天器中的超重与失重航天器在发射升空和返回地面过程中，会经历超重和失重状态发射升空时，火箭发动机产生的推力大于航天器的重力，航天器加速上升，此时航天器内物体受到的合力大于重力，处于超重状态返回地面时，航天器减速下降，此时航天器内物体受到的合力小于重力，处于失重状态载人航天体验的超重与失重发射阶段轨道运行阶段返回阶段航天器加速上升，宇航员会感受到明显的超航天器处于失重状态，宇航员会漂浮在舱内航天器减速下降，宇航员会感受到短暂的超重，感觉身体被压向座椅，感觉身体轻飘飘的重，类似于过山车急速下降的感觉过山车中的超重与失重在过山车运行过程中，乘客会经历超重和失重的感觉当过山车快速向上爬升时，乘客会感到超重，因为此时乘客的加速度方向向上，与重力方向相反，合力大于重力当过山车快速向下俯冲时，乘客会感到失重，因为此时乘客的加速度方向向下，与重力方向相同，合力小于重力过山车设计对超重的考虑速度设计轨道设计过山车速度设计需考虑乘客安全过山车运行过程中，速度过快过山车轨道设计应考虑乘客舒适度，并避免乘客在剧烈颠簸中出会导致乘客超重因此，速度设计需与轨道结构、安全标准相匹现超重或失重轨道形状应尽量平滑，减少过大的加速度变化配电梯中的超重与失重电梯加速上升时，人对电梯底部的压力大于人的重力，人处于超重状态电梯加速下降时，人对电梯底部的压力小于人的重力，人处于失重状态电梯匀速运动时，人处于平衡状态，此时人对电梯底部的压力等于人的重力电梯设计对超重的考虑承载能力安全系数减震措施123电梯的设计要考虑超重情况，确保其电梯的钢缆、制动系统等部件需要有电梯的减震系统可以有效地减少超重能够承受超过额定载荷的重量足够的强度和安全系数，以应对超重情况下的震动，提高乘坐舒适度情况下的负荷抛物线运动中的超重与失重过山车示例跳伞示例过山车在轨道上运行时，会经历超重和失重的状态当过山车加速跳伞运动员在跳伞过程中，也会经历超重和失重的状态当跳伞运上升时，乘客会感受到超重，而当过山车减速下降时，乘客会感受动员从飞机上跳下来时，会经历超重，而当跳伞运动员打开降落伞到失重后，会经历失重自由落体运动的特点加速度方向自由落体运动的加速度等于重力自由落体运动的加速度方向始终加速度，为常数竖直向下速度自由落体运动的速度不断增大，方向始终竖直向下自由落体运动的应用实例自由落体运动的应用非常广泛，例如-计算物体下落时间-确定物体下落距离-预测物体下落速度-设计跳伞运动-研究物体在空气中的运动重力场中的力重力支持力摩擦力物体在重力场中受到的力，方向指向地心物体受到的支撑面或悬挂绳索对物体的支持物体在接触面上发生相对运动或有相对运动力，方向垂直于接触面趋势时，接触面之间产生的阻碍相对运动的力法向受力产生的压力法向力压力作用在物体表面上的力，垂直于法向力在物体表面上的分布程度物体表面，即单位面积上的法向力大小压强压力与物体表面积之比，表示单位面积上所受的压力大小切向受力产生的切应力切向力切应力切向力是指作用在物体表面，与物体表面相切的力例如，当我切应力是指切向力作用在物体表面上的单位面积上的力切应力们用手推一个箱子时，我们施加的力就是切向力的大小与切向力的方向有关，如果切向力垂直于表面，则切应力为零重力对人体的影响骨骼肌肉重力作用下，骨骼承受着巨大的肌肉需要克服重力，才能保持身压力，从而变得更加坚固体平衡和运动，锻炼肌肉循环系统重力影响血液循环，心脏需要克服重力将血液输送到头部重力病理的诊断和预防影像检查体格检查功能评估通过X光、CT等影像检查，可以观察骨骼、医生会进行体格检查，包括血压、心率、呼医生会评估患者的运动功能，例如行走、跳关节的形态和结构变化，判断是否出现重力吸等，了解患者的身体状况，判断是否出现跃、平衡等，判断是否出现重力病理病理重力病理无重状态下生理的适应骨骼密度下降肌肉萎缩12长时间无重力环境会导致骨骼由于缺乏重力负荷，肌肉会逐矿物质流失，骨密度下降，容渐萎缩，力量下降，影响运动易骨折能力循环系统改变免疫功能下降34血液重新分配，心脏负荷减轻长时间无重力环境会影响免疫，血压下降，容易发生体位性系统功能，更容易感染疾病低血压微重力环境的应用前景太空制造科学研究微重力环境有利于材料的均匀混合和微重力环境可以帮助科学家研究物质晶体的生长，可以制造出在地球上无在失重状态下的特性，以及人类在太法获得的特殊材料空环境中的适应性地球观测太空中的卫星可以更全面地观测地球，例如监测自然灾害、环境变化等人类探索无重状态的历程世纪初201科学家开始提出无重状态的概念，并进行相关理论研究世纪年代20502随着火箭和卫星技术的进步，人类首次进入太空，开始了对无重状态的探索世纪年代2060-703载人航天技术取得突破，人类首次在太空中长期停留，进行无重状态下的科学实验世纪年代至今20804空间站的建造和应用，为人类提供了长期研究无重状态影响的平台小结和思考题关键概念思考题本节课重点介绍了超重与失重现象，分析了其产生原因和应用场

1.如何解释自由落体运动中的超重与失重？景

2.举例说明生活中哪些现象体现了超重与失重？

3.超重与失重对人体有什么影响？。