超重与失重

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,超重与失重,重力怎样测量？,N,N,例,1,、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。,证明：,由力的平衡条件,F=G,以物体为研究对象,受力如右图,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力,F,的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数就是重力的大小。,F,F,G,G,G=N,N=N,G=N,F,F,mg,N,N,mg,例,2,、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。求弹簧秤和台秤的读数。,a,a,证明：,由牛顿第二定律,F-mg=ma,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力,F,的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数为,m(g+a),。,以物体为研究对象,受力如右图,F=m(g+a),N-mg=ma,N=N,N=m(g+a),N=m(g+a),F,F,mg,N,N,mg,例,3,、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向下加速运动。求弹簧秤和台秤的读数大小。,a,a,证明：,由牛顿第二定律,mg-F=ma,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力,F,的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数为,m(g-a),。,以物体为研究对象,受力如右图,F=m(g-a),mg-N=ma,N=N,N=m(g-a),N=m(g-a),物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的重力关系：,F,mg,N,N,mg,F,物体静止或匀速运动,即,a=0,F=F=mg,N=N=mg,F,mg,a,F,N,mg,N,a,物体有向上的加速度,即,a0,F=F=m(g+a),N=N=m(g+a),物体有向下的加速度,即,a0,F=F=m(g-a),N=N=m(g-a),F,mg,a,F,N,mg,N,a,超重,失重,例4、一质量为40kg的小孩站在升降机中的体重计上。1当升降机以2加速上升时，体重计的读数为( )N。(2)当升降机以0. 5m/s2的加速度加速下降时，体重计的读数为( )N,420,380,超失重的理解：,力与 直接相关联。加速度、速度,重力的方向,竖直向下,，要发生超失重现象，,竖直,方向必须要有加速度。,加速度,a,超重,失重,mg,mg,加速度,1、只要加速度竖直向上，超重。与速度的方向没关系,2、只要加速度竖直向下，失重。与速度的方向没关系,例,5,、一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如下时，判断超重、失重情况。,1,、升降机加速上升,2,、升降机减速上升,3,、升降机加速下降,4,、升降机减速下降,超重,失重,失重,超重,例6、一个人站在磅秤上，读出体重为500N。在他突然蹲下的过程中，磅秤上读出的体重有无变化？为什么？,你的结论是什么？,开场下蹲时,加速度：,竖直向下,失重,将要蹲下时,加速度：,竖直向上,超重,读数变小,读数变大,接上题：,如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重又有什么变化？,开场站起时,加速度：,竖直向上,超重,将要站起时,加速度：,竖直向下,失重,读数变大,读数变小,超失重的理解：,失重时，重物对竖直悬线的拉力T=m(g-a)；对支持面的压力N=m(g-a)。就好似重力“减小了确切的说是重力加速度g好似“减小了。实际上物体的重力没有变。,超重时，重物对竖直悬线的拉力T=m(g+a)；对支持面的压力N=m(g+a)。就好似重力“增加了确切的说是重力加速度g好似“增加了。实际上物体的重力没有变。,失重时，当a=g，重物对竖直悬线的拉力T=m(g-a)=0；对支持面的压力N=m(g-a)=0。就好似重力完全“消失了确切的说是重力加速度g好似“消失了。实际上物体的重力并没有消失。,取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。,提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。,想想看，为什么？,当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上局部的水对以下局部的水的没有压力，小孔没有水流出。,这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上局部的水对以下局部的水的压力造成小孔处的水流出。,让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？,当杯自由下落时，容器、水和木块都处于完全失重状态，,由于重力引起的浮力消失，所以物体仅受重力。,重力的作用效果使物体产生加速度，即：,G = m g,浮力怎么变化？,如图所示，分析杯自由下落时木块所受的浮力怎么变化。,g,G,关心航天科学,一个质量为,70Kg,的宇航员，如果在某一段时间内与火箭、航天飞机一道以,a=g,的加速度竖直升空，那麽,宇航员所承受的,竖直方向的压力有多大？,分析,：,宇航员受重力,G,、,压力,N,而,竖直向上加速运动，由牛顿第二定律：,N - G =,ma,N=ma +G = ma+g=2mg =1400N,N,G,O,a,所受地球的引力只改变速度的方向，不改变速度的大小。,航天飞机中的人和物，,都处 于,完全失重状态,人造地球卫星，宇宙飞船、 航天飞机绕地球做圆周运动。,近地卫星,远离地球的卫星,航天器中的宇航员,g,g,0,g,向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小。,无法利用天平测质量,0,测力计无法测重力,但其它的拉力或压力仍可测量,练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)设同一个人能提供的最大举力一定,分析：同一个人能提供的最大举力是一定的，因此在电梯里他对物体的支持力为300,N,对物体受力分析可求出,F,合,，从而求出加速度。,mg,N,解：设物体的质量为,m，,对其受力分析如图,:,得：,F,合,=,N G =300 250 = 50(N),由题意：,m = 25Kg,故：,= F,合,/,m=2m/s,2,方向：竖直向上,练习2、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为G，此人在下蹲过程中，磅秤的读数 ,A、先大于G，后小于G B、先小于G，后大于G,C、大于G D、小于G,过程分析：人下蹲是由静止开场向下运动，速度增加，具有向下的加速度失重；蹲下后最终速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度向上超重。,B,人在站起过程，情况又是怎样 ？,思考,练习,3,、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体,A,静止在底板上，如图，现发现,A,突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是,: ( ),A,、加速上升,B,、减速上升,C,、加速下降,D,、减速下降,BC,分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，假设物体突然被拉向右方，那么所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速或向下加速,【练习4】如下图，有一个装有水的容器放在弹簧台秤上，容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止，当细线突然断开，小球上升的过程中，弹簧秤的示数与小球静止时相比较有 ,A.增大； B.不变； C.减小； D.无法确定,解析：当细线断后小球加速上升时处于超重状态，而此时将有等体积的“水球加速下降处于失重状态；而等体积的木球质量小于“水球质量，故总体表达为失重状态，弹簧秤的示数变小,C,练5】将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如下图，在箱的上顶板和下顶板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以的加速度竖直向上作匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N。 (g取10m/s2,1)假设上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况；,(2要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？,解析,:,当向上匀减速运动时，加速度方向向下，设上顶板的压力传感器的示数为,N,1,，弹簧弹力为,F,由牛顿第二定律有,N,1,mg,一,F,ma,弹簧弹力,F,等于下底板的压力传感器的示数,N2,：,F,N,2,=10N,代入可解得,m=0,5kg,。,1)依题意，N1=5 N,弹簧长度没有改变，F10N代入解得a=0，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。,(2),当整个箱体的加速度方向向上时有,F,一,N,1,一,mg=ma,，求出,N1,减至零的加速度：,=10 m/s,2,上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做加速度不小于,10 m/s,2,的向上加速或向下减速运动。,练,6,某人在地面上最多只能举起,60kg,的物体，那么,他在一以,2.5m/s,2,的加速度匀加速下,降的电梯里最多能举起多重的物体？,（,g,取,10m/s,2,）,如下图，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30的光滑斜面。现将一个重4N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4N物体的存在而增加的读数是多少？,3N,1、,超重,和,失重,是一种物理现象。,2、物体是超重还是失重是由的方向来判定的，与v方向无关。不管物体处于超重还是失重状态，重力不变。,规律,向上 示重 重力 超重状态,向下 示重 重力 失重状态,本节内容总结,问题处理的一般思路：,1、确定研究对象；,2、对研究对象进行运动分析和受力分析；,3、列出方程或方程组；,4、求解方程，并对结果做必要说明。,Thank You !,不尽之处，恳请指正！,