《高中物理6.4《超重与失重》课件28（鲁科必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理6.4《超重与失重》课件28（鲁科必修1）（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超重和失重超重和失重 作为中国首位进入作为中国首位进入太空的宇航员杨利伟，太空的宇航员杨利伟，不仅要有丰富的知识，不仅要有丰富的知识，还要有过硬的身体，能还要有过硬的身体，能够承受超重和失重的影够承受超重和失重的影响，那么什么是超重和响，那么什么是超重和失重呢？失重呢？一、超重现象：一、超重现象：我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢？我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢？ 通常情况下，我们要保持物体静止，再来读取通常情况下，我们要保持物体静止，再来读取弹簧秤的读数。弹簧秤的读数。如果物体和弹簧秤一起运动，那么弹簧秤读数会有什么样的变化？ 如果物体和弹簧秤一起做匀速直线运动，那么如果物体和弹簧秤
2、一起做匀速直线运动，那么弹簧秤的读数仍然等于物体的重力，但如果物体和弹簧秤的读数仍然等于物体的重力，但如果物体和弹簧秤一起做变速直线运动，情况就有所不同了。弹簧秤一起做变速直线运动，情况就有所不同了。 请大家来做一个小实验：把钩码钩在弹簧请大家来做一个小实验：把钩码钩在弹簧秤下，保持静止状态，观察弹簧秤读数。秤下，保持静止状态，观察弹簧秤读数。 轻轻上下晃动弹簧秤，再观察弹簧秤的轻轻上下晃动弹簧秤，再观察弹簧秤的读数有何变化？读数有何变化？在电梯里面测量,又如何变化?一、超重现象：例例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为量为40kg，当升降机以
3、，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（升，测力计的示数是多少？（g取取10 m/s2)分析分析：测力计的示数大小等于人对测力计：测力计的示数大小等于人对测力计的压力大小。的压力大小。一、超重现象：例例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，当升降机以，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（多少？（g取取10 m/s2)解解：人的重力人的重力G=mg=400N, GNva 当升降机匀加速上升时，根据牛当升降机匀加速上升时，根据牛顿
4、顿 第二定律可知第二定律可知N-mg=maN=mg+ma=500N，根据牛顿第三定律可知，测力计对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人的支持力与人对测力计的压力大小相等，小相等， 测力计的示数为测力计的示数为500N。一、超重现象：例例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为量为40kg，当升降机以，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（升，测力计的示数是多少？（g取取10 m/s2)小结小结：电梯加速上升时，人对测力计的压力比：电梯加速上升时，人对测力计的压力比人受到的重力大，
5、我们把这种现象叫做人受到的重力大，我们把这种现象叫做超重超重。超重超重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大大于物体所受的重力的情况称为于物体所受的重力的情况称为超超重重现象。现象。二、失重现象：二、失重现象：例例2、在上题中，如果升降机以、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？加速下降时，测力计的示数又是多少？ （g取取10 m/s2)二、失重现象：二、失重现象：例例2、在上题中，如果升降机以、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？加速下降时，测力计
6、的示数又是多少？ （g取取10 m/s2)解解：人的重力人的重力G=mg=400N, GNva当升降机匀加速下降时，根据牛顿当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=300N，根据牛顿第三定律可知，测力计对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人的支持力与人对测力计的压力大小相等，小相等， 测力计的示数为测力计的示数为300N。二、失重现象：二、失重现象：例例2、在上题中，如果升降机以、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？加速下降时，测力计的示数又是多少？ （g取取10 m/s
7、2)小结小结：电梯加速下降时，人对测力计的压力比：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人受到的重力小，我们把这种现象叫做失重失重。失重失重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小小于物体所受的重力的情况称为于物体所受的重力的情况称为失重失重现象。现象。 在失重现象中，如果物体的加速度恰好为在失重现象中，如果物体的加速度恰好为g时，情况又会怎样呢？时，情况又会怎样呢？例例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机、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，测力计的示数的钢索突然断裂，升降机自由下落，
8、测力计的示数又是多少？又是多少？ （g取取10 m/s2)解解：人的重力人的重力G=mg=400N, Gvg当升降机自由落体时，当升降机自由落体时，a=g，根据，根据牛牛顿第二定律可知顿第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=mg-mg=0N，根据牛顿第三定律可知，测力计对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人的支持力与人对测力计的压力大小相等，小相等， 测力计的示数为测力计的示数为0N。 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？例例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机、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
9、计的示数的钢索突然断裂，升降机自由下落，测力计的示数又是多少？又是多少？ （g取取10 m/s2)小结小结：此时测力计示数为：此时测力计示数为0，好象人完全没有受到的，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重力一样，这种状态下，人对测力计的压力为0，我，我们把这种现象叫做们把这种现象叫做完全失重完全失重。完全失重现象完全失重现象物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这种情况是失重现象中的极限。称为这种情况是失重现象中的极限。称为完全失重完全失重。例例4、前例中，如果升降机以、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速的
10、加速度减速上升，测力计的示数又是多少？上升，测力计的示数又是多少？ （g取取10 m/s2)对超重和失重的进一步认识对超重和失重的进一步认识解解：人的重力人的重力G=mg=400N, GNva对超重和失重的进一步认识对超重和失重的进一步认识当升降机匀减速上升时，根据牛当升降机匀减速上升时，根据牛顿第二定律可知顿第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=300N，根据牛顿第三定律可知，测力计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对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，力大小相等， 测力计的示数为测力计的示数为300N。例例4、前例中，如果升降机以、前例中，如果升降机以2.5m/
11、s2的加速度减速的加速度减速上升，测力计的示数又是多少？上升，测力计的示数又是多少？ （g取取10 m/s2)总结总结：a a、当物体有向上的加速度时（加速上升、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。或减速下降），产生超重现象。 b b、当物体有向下的加速度时（加速下降、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。当或减速上升），产生失重现象。当a=ga=g时，完全时，完全失重。失重。对超重和失重的进一步认识对超重和失重的进一步认识例例4、前例中，如果升降机以、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速的加速度减速上升，测力计的示数又是多少？上升，测
12、力计的示数又是多少？ （g取取10 m/s2)超重、失重与物体所受重力的区别：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，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。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：现实生活中的超（失）重现象：蹦 极关心航天科学关心航天科学 一个质量为一个质量为一个质量为一个质量为70Kg70Kg的宇航员，如果在某一段时间的宇航员，如果在某一段时间的宇航员
13、，如果在某一段时间的宇航员，如果在某一段时间内与火箭、航天飞机一道以内与火箭、航天飞机一道以内与火箭、航天飞机一道以内与火箭、航天飞机一道以 a=ga=g的加速度竖直的加速度竖直的加速度竖直的加速度竖直升空，那麽升空，那麽升空，那麽升空，那麽宇航员所承受的宇航员所承受的宇航员所承受的宇航员所承受的竖直方向的压力有多竖直方向的压力有多竖直方向的压力有多竖直方向的压力有多大？大？大？大？(g =10N/kg)(g =10N/kg)分析：宇航员受重力分析：宇航员受重力分析：宇航员受重力分析：宇航员受重力GG、压力压力压力压力N N而而而而竖直向竖直向竖直向竖直向上加速运动，由牛顿第二定律：上加速运动
14、，由牛顿第二定律：上加速运动，由牛顿第二定律：上加速运动，由牛顿第二定律： N - G = N - G = mama N=ma +G = mN=ma +G = ma+ga+g=2mg =1400N=2mg =1400NN NGGOOa 所受地球的引力只改变速度的方所受地球的引力只改变速度的方向，不改变速度的大小。向，不改变速度的大小。航天飞机中的人和物，航天飞机中的人和物，航天飞机中的人和物，航天飞机中的人和物，都处都处都处都处 于于于于完全失重状态完全失重状态 人造地球卫星，宇人造地球卫星，宇宙飞船、宙飞船、 航天飞机绕地航天飞机绕地球做圆周运动。球做圆周运动。近地卫星近地卫星远离地球的卫星
15、远离地球的卫星航天器中的宇航员航天器中的宇航员g gg0g g向心加速度的大小等于所在向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小。位置重力加速度的大小。在在宇宇宙宙飞飞船船中中!在在宇宇宙宙飞飞船船中中怎怎么么睡睡觉觉都都舒舒服服课堂练习： 某人在地面上最多只能举起某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么的物体，那么他在一以他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体？降的电梯里最多能举起多重的物体？（g取取10m/s2） 某人在地面上最多只能举起某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么的物体，那么他在一以他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下
16、的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体？降的电梯里最多能举起多重的物体？（g取取10m/s2）avNG解：因为人的最大举力恒定，本题中，解：因为人的最大举力恒定，本题中，此人的最大举力为此人的最大举力为600N，即他在电梯，即他在电梯中所能提供给物体的最大支持力为中所能提供给物体的最大支持力为600N， 以物体为研究对象，根据牛顿第以物体为研究对象，根据牛顿第二定律可知，二定律可知，G-N=ma，即，即mg=ma+N, m=N/(g-a)=80kg； 与奥运会举重冠军的挺举记录与奥运会举重冠军的挺举记录200kg来说，来说，我们同学的挺举成绩我们同学的挺举成绩50kg是微不足道的，但学
17、是微不足道的，但学习了本节的知识后，你能不能设计习了本节的知识后，你能不能设计一个有效的方案，使我们同学也能一个有效的方案，使我们同学也能平冠军的记录呢？（平冠军的记录呢？（g取取10m/s2）aNG解：因为人的最大举力恒定，所以只要站解：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给杠铃的最大支持力N仍为仍为500N，但就可，但就可以举起处于失重状态的质量以举起处于失重状态的质量m为为200kg的杠的杠铃；铃； 以杠铃为研究对象，根据牛顿第二以杠铃为研究对象，根据牛顿第二定律可知，定律可知，G-N=ma，即，即a=(G-N)/m, a=(G-N)/m=7.5m/s2同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
