超重和失重教学课件

作业讲评作业讲评 1、解：对物体受力分析如图所示，在静摩擦力f作用下沿水平方向匀加速，设加速度为a，由牛顿第二定律得：mg=ma 解得 a=g=0.110m/s2=1m/s2 设其加速至v=4m/s所需时间为t,由v=at得，t=v/a=4/1 s=4s 此过程位移此过程位移x=at2/2 =142/2 m=8m12m,则物体在后一段位移内相对传送带静止做匀速直线运动则物体在后一段位移内相对传送带静止做匀速直线运动，设所需时间为t,此段位移为x=xAB-x=12m-8m=4m,则:x=vt 得：t=x/v=4/4 s=1s 所以物体从A到B所需总时间T=t+t=4s+1S=5svABmgfN 2、解：设小球加速度为a，对小球受力分析如图，建立直接坐标系，由牛顿第二定律得：X轴：Fsin=ma Y轴：Fcos=mg 联立以上方程得：a=gtan 设设A物体的质量为物体的质量为mA 对物体对物体A进行受力分析，进行受力分析，建立直坐标系，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：X轴：轴：F1=mAa Y轴：轴：F2=mAg 又因又因F2=F1 联立以上方程可解得联立以上方程可解得:=1/tanaAXYFGxy第四章第四章 力与运动力与运动华美实验学校华美实验学校 杨群力杨群力用弹簧秤测物体的重力时应使物用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？体处于什么状态？物体处于静止物体处于静止弹簧秤的示数是哪个力的示数？弹簧秤的示数是哪个力的示数？物体拉弹簧的力的示数物体拉弹簧的力的示数原理：原理：根据根据平衡条件和牛顿第三定律平衡条件和牛顿第三定律知道：知道：弹簧秤的示数等于物体重力的大小。弹簧秤的示数等于物体重力的大小。平衡状态平衡状态 用弹簧秤测物体的重力用弹簧秤测物体的重力时，突然时，突然向上加速向上加速，弹簧秤，弹簧秤的示数如何变化？的示数如何变化？物体的受力情况物体的受力情况FGav物体向上加速时：物体向上加速时：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：FGmaF ma G G物体所受的拉力物体所受的拉力F与物体对与物体对弹簧秤的弹簧秤的拉拉力力F（弹簧秤的弹簧秤的示数示数）大于大于物体的重力。物体的重力。超重和失重超重和失重 物体对支持物的压力物体对支持物的压力(或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力)大于物体所受到的重力的情况称为大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。超重现象。1 1、超重、超重例例1 1、一个质量为、一个质量为70Kg70Kg的人乘电的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以时，电梯以3m/s3m/s2 2的加速度匀减的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板速下降，求这时他对电梯地板的压力。（的压力。（g=10m/sg=10m/s2 2）vaFmgvaFmgmaFmg解：人向下做匀减速直线解：人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得：F 910N根据牛顿第三定律，人对根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于地板的压力大小也等于910N910N，方向竖直向下。，方向竖直向下。超重对宇航员的影响超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的升空时，超重可达重力的9 9倍，超倍，超重使人不适，起初会感到头晕、重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到呕吐，超重达到3 3倍重力时既感到倍重力时既感到呼吸困难；超重达到呼吸困难；超重达到4 4倍重力时，倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。受能力。宇航员的宇航员的平躺姿势平躺姿势F FG Ga av v物体向上减速时：物体向上减速时：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：G G F F mamaF F G G ma ma G G物体所受的拉力物体所受的拉力F F与物体对与物体对弹簧秤的压力弹簧秤的压力FF（弹簧秤（弹簧秤的示数）的示数）小于小于物体的重力物体的重力 用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？动，弹簧秤的示数如何变化？物体对支持物的压力物体对支持物的压力(或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力)小于物体所受到的重力的情况称小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。为失重现象。2 2、失重、失重例例2 2、在升降机中测人的体重，、在升降机中测人的体重，已知人的质量为已知人的质量为40kg40kg若升降机以若升降机以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度匀的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？加速下降，台秤的示数是多少？若升降机自由下落，台秤的示若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？数又是多少？vaFmg解：当升降机匀加速下降时，解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：根据牛顿第二定律可知：mgmg F F ma ma F F mg mg mama 根据牛顿第三定律可知根据牛顿第三定律可知:台台秤秤的示数分别为的示数分别为300N300N和和0N0N。当当a a1 1=2.5m/s=2.5m/s2 2,F,F1 1=300N=300N当自由下落时，当自由下落时，a a2 2=g,F=g,F2 2=0N=0NvaFmg 物体对支持物的压力物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力)等于等于0 0的情况称为完全失重现象。的情况称为完全失重现象。3 3、完全失重、完全失重例2：下面所示的情况中，对物体m来说，哪几种发生超重现象？哪几种发生失重现象？甲乙丙丁NG 超重超重NG 超重超重 总结：总结：1）物体具有竖直物体具有竖直向上的加速度向上的加速度，即处，即处于于超重超重状态；状态；2）物体具有竖直物体具有竖直向下的加速度向下的加速度，即处，即处于于失重状态失重状态；3）与运动的方向与运动的方向无关无关。mvaGNmvaGNmavGNmvaGN（四）超重、失重、视重和重力的区别（四）超重、失重、视重和重力的区别1、超重和失重是一种物理现象。2、视重是体重计的示数，指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力），是可以改变的。3、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规律：规律：a竖直向上 视重 重力 超重状态a竖直向下 视重 重力 失重状态超重或是失重由a决定，与v方向无关太空中的失重环境太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于其中的人和物都将处于完全失完全失重状态。重状态。物体将飘在空中；液滴成物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣免食物的碎渣“漂浮漂浮”在空中，在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔进入宇航员的眼睛、鼻孔空间站中的宇航员空间站中的宇航员在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量0利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造泡沫金属制造泡沫金属练练1.1.下列四个实验中，不能在绕地球飞下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是行的太空实验舱中完成的是()()A.A.用弹簧秤测物体的重力用弹簧秤测物体的重力B.B.用天平测物体的质量用天平测物体的质量C.C.用温度计测舱内的温度用温度计测舱内的温度D.D.用水银气压计测舱内气体的压强用水银气压计测舱内气体的压强ABDABD练习练习2、一个木块漂浮在桌面的一杯水中，现假设撤去桌、一个木块漂浮在桌面的一杯水中，现假设撤去桌面，木块和杯子一起自由向下运动，问木块受到的浮力面，木块和杯子一起自由向下运动，问木块受到的浮力有无变化？有无变化？v拓展：如图，球拓展：如图，球B放在容器放在容器A内，且内，且B略小于略小于A，将它们以一定的速度向上抛出，不计空气阻力，将它们以一定的速度向上抛出，不计空气阻力，在在A和和B上升的过程中，上升的过程中，A和和B间作用力情况？间作用力情况？v练习练习3、如图所示，底座、如图所示，底座A上装有一根足够长的直上装有一根足够长的直立长杆，其总质量为立长杆，其总质量为M，杆上套有质量为，杆上套有质量为m的圆的圆环环B，它与杆有摩擦，当圆环以初速度，它与杆有摩擦，当圆环以初速度V0向上飞向上飞起时，圆环的加速度为起时，圆环的加速度为a，底座不动。，底座不动。（1）定性分析环在上升过程中，）定性分析环在上升过程中，A对地面的压力对地面的压力与整体的重力相比较谁大？与整体的重力相比较谁大？（2）计算在整个过程中，水平面对底座的支持）计算在整个过程中，水平面对底座的支持力多大？（设摩擦力不变）力多大？（设摩擦力不变）ABv0 本节小结本节小结1 1、超重、超重2 2、失重、失重3 3、完全失重、完全失重