高中物理 5-4《超重与失重》课件 鲁科版必修1

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1、超重和失重,我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢?,如果物体和测力计一起运动,那么测力计读数会有什么样的变化?,通常情况下,我们要保持物体静止,再来读取测力计的读数。,如果物体和测力计一起做匀速直线运动,那么测力计的读数仍然等于物体的重力,但如果物体和测力计一起做变速直线运动,情况又怎么样呢?,一、超重现象:,例1、在升降机(电梯)中测人的体重,已知人质量为40kg,当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升,测力计的示数是多少?(g取10 m/s2),分析:测力计的示数大小等于人对测力计的压力大小。,一、超重现象:,例1、在升降机(电梯)中测人的体重,已知人质量为40kg,当升降机以2.5m

2、/s2的加速度匀加速上升,测力计的示数是多少?(g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,当升降机匀加速上升时,根据牛顿 第二定律可知N-mg=ma,N=mg+ma=500N,,根据牛顿第三定律可知,测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等,,测力计的示数为500N。,一、超重现象,例1、在升降机(电梯)中测人的体重,已知人质量为40kg,当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升,测力计的示数是多少?(g取10 m/s2),小结:电梯加速上升时,人对测力计的压力比人受到的重力大,我们把这种现象叫做超重。,二、失重现象,例2、在上题中,如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下

3、降时,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),二、失重现象,例2、在上题中,如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,当升降机匀加速下降时,根据牛顿 第二定律可知mg-N=ma,N=mg-ma=300N,,根据牛顿第三定律可知,测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等,,测力计的示数为300N。,二、失重现象,例2、在上题中,如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),小结:电梯加速下降时,人对测力计的压力比人受到的重力小,我们把这种现象叫做失重

4、。,在失重现象中,如果物体的加速度恰好为g时,情况又会怎样呢?,例3、前例中,如果升降机在静止时,悬挂升降机的钢索突然断裂,升降机自由下落,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,当升降机自由落体时,a=g,根据牛 顿第二定律可知mg-N=ma,N=mg-ma=mg-mg=0N,,根据牛顿第三定律可知,测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等,,测力计的示数为0N。,小结:此时测力计示数为0,好象人完全没有受到的重力一样,这种状态下,人对测力计的压力为0,我们把这种现象叫做完全失重。,在失重现象中,如果物体的加速度恰好为g时,情况又会怎样呢?,例3、

5、前例中,如果升降机在静止时,悬挂升降机的钢索突然断裂,升降机自由下落,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),小结:此时测力计示数为0,好象人完全没有受到的重力一样,这种状态下,人对测力计的压力为0,我们把这种现象叫做完全失重。,对超重和失重的进一步认识,例4、前例中,如果升降机以2.5m/s2的加速度减速上升,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),对超重和失重的进一步认识,解:人的重力G=mg=400N,对超重和失重的进一步认识,当升降机匀减速上升时,根据牛顿第二定律可知mg-N=ma,N=mg-ma=300N,,根据牛顿第三定律可知,测力计对人的支持力与人对测力计的压力大

6、小相等,,测力计的示数为300N。,例4、前例中,如果升降机以2.5m/s2的加速度减速上升,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),总结:a、当物体有向上的加速度时(加速上升 或减速下降),产生超重现象。 b、当物体有向下的加速度时(加速下降 或减速上升),产生失重现象。当 a=g时,完全失重。,对超重和失重的进一步认识,例4、前例中,如果升降机以2.5m/s2的加速度减速上升,测力计的示数又是多少? (g取10 m/s2),例: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?,m,v,a,m,v,a,m,v,a,m,a,v,甲,乙,丙,丁,NG 失重,NG

7、超重,NG 失重,NG 超重,总结:物体具有竖直向上的加速度,即处于超重状态;物体具有竖直向下的加速度,即处于失重状态。与运动的方向无关。,超重、失重与物体所受重力的区别:,物体处于超重(失重)状态时,地球作用于物体的重力始终存在,且大小不变,只不过物体对水平支持物的压力(悬挂物的拉力)大于(小于)物体的重力。,太空行走,现实生活中的超(失)重现象,蹦 极,我们来看一个实验:,当装有水的水杯壁上有一个孔时,在水压作用下,水会从孔中流出来。,如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢?,这时我们发现,虽然杯壁上有孔,但水却没有流出来,这是为什么呢?,当瓶子自由下落时,瓶中的水处于完全失重状态,小孔以上

8、部分的水对以下部分的水的没有压力,小孔没有水流出。,超重和失重现象的应用,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向,不改变速度大小。,航天飞机中的人和物都处于 状态。,完全失重,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体的重力,但仍能测量拉力或压力的大小。,无法用天平测量物体的质量,解:因为人的最大举力恒定,本题中,此人的最大举力为600N,即他在电梯中所能提供给物体的最大支持力为600N,,以物体为研究对象,根据牛顿第二定律可知,G-N=ma,即 mg=ma+N,m=N/(g-a)=80kg;,课堂练习:,与奥运会举重冠

9、军的挺举记录200kg来说,我们同学的 挺举成绩50kg是微不足道的,但学 习了本节的知识后,你能不能设计 一个有效的方案,使我们同学也能 平冠军的记录呢?(g取10m/s2),解:因为人的最大举力恒定,所以只要站在加速下降或减速上升的电梯中,人提供给杠铃的最大支持力N仍为500N,但就可以举起处于失重状态的质量m为200kg的杠铃;,以杠铃为研究对象,根据牛顿第二定律可知,G-N=ma,即a=(G-N)/m, a=(G-N)/m=7.5m/s2,练习:一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G,当此人突然下蹲时,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

10、D 小于G,思维点拨:人下蹲是怎样的一个过程?,人下蹲过程分析:由静止开始向下运动,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,思考:如果人下蹲后又突然站起,情况又会怎样?,拓展性课题一:载人航天飞船在发射升空和降落时,如果杨利伟保持直立的姿态,则他的心血管系统会受到何种影响?你认为他应采取什么姿态?,解析:飞船在发射升空和降落时处于超重状态,在超重状态下,人直立,头部血液会流向下肢,血液淤积在下肢静脉中,影响血液回流心脏,造成头部供血不足,引起头晕,视物模糊,反应迟钝,操纵准确度下降;重则意志丧失,完全失去控制飞船的能力.因此宇航员在发射和降落阶段应采取平躺或平卧姿态.,

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