物理必修1超重失重

1、用彈簧秤測物體的重力時應(yīng)用彈簧秤測物體的重力時應(yīng)使物體處于什么狀態(tài)？使物體處于什么狀態(tài)？物體處于平衡狀態(tài)物體處于平衡狀態(tài)彈簧秤的示數(shù)是哪個力的？彈簧秤的示數(shù)是哪個力的？物體拉彈簧的力的示數(shù)物體拉彈簧的力的示數(shù)根據(jù)平衡條件和牛頓第三定律知道：根據(jù)平衡條件和牛頓第三定律知道：彈簧秤的示數(shù)彈簧秤的示數(shù)物體重力的大小物體重力的大小.用彈簧秤測物體的重力時，突然、減速運動，彈簧秤的示數(shù)如何變化？物體的受力情況FGav物體向上加速時：物體向上加速時：根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓第二定律：FGmaF ma G G物體所受的拉力物體所受的拉力F與物體對彈簧與物體對彈簧秤的秤的拉拉力力F（彈簧秤的示數(shù)）彈簧秤的示

2、數(shù)）大大于于物體的重力。物體的重力。超重和失重超重和失重物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受到的重力的情況稱為超重超重現(xiàn)象。一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為70Kg的人乘電梯下樓。的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍訒r，電梯以快到此人要去的樓層時，電梯以3m/s2的加速度的加速度勻減速下降勻減速下降，求這時，求這時他對電梯地板的壓力。（他對電梯地板的壓力。（g=10m/s2）vaFmgmaFmg解解人向下做勻減速直線運動，加人向下做勻減速直線運動，加速度方向向上。速度方向向上。根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第二定律得：F 910N根據(jù)牛頓第三定律，人對地板的壓力大小也等于根據(jù)牛頓第三定律，人對地板

3、的壓力大小也等于910N，方向豎直向下。方向豎直向下。實驗和例題可以看出產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件物體存在物體存在向上向上的加速度的加速度兩種情況：加速上升減速下降超重對宇航員的影響 宇航員在飛船起飛和返回地面時，處于超重狀態(tài)，特別是在升空時，超重可達重力的9倍倍，超重使人不適，起初會感到頭暈、嘔吐，超重達到3倍倍重力時既感到呼吸困難；超重達到4倍倍重力時，頸骨已不能支持頭顱，有折斷的危險。 所以升空時宇航員必須采取橫臥姿勢，以增強對超重的耐受能力。宇航員的平躺姿勢FGav物體向上減速時：物體向上減速時：根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓第二定律：G F maF G ma G物體所受的拉力物體所受的拉力F與物

4、體對彈與物體對彈簧簧秤秤的壓力的壓力F（彈簧秤的示數(shù)）（彈簧秤的示數(shù)）小于小于物體的重力物體的重力用彈簧秤拉物體，用彈簧秤拉物體，向上減速向上減速運動時，彈簧秤的運動時，彈簧秤的示數(shù)如何變化？示數(shù)如何變化？物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受到的重力的情況稱為失重失重現(xiàn)象。 在升降機中測人的體重，已知人在升降機中測人的體重，已知人的質(zhì)量為的質(zhì)量為4040kgkg若升降機以若升降機以2.52.5m/sm/s2 2的加速度的加速度勻加速勻加速下降下降，臺秤的示數(shù)是多少？，臺秤的示數(shù)是多少？若升降機若升降機自由下落自由下落，臺秤的示數(shù)又，臺秤的示數(shù)又是多少？是多少？解解： 當(dāng)升降機勻加速

5、下降時，根據(jù)牛頓第二定律可知： mg F ma F mg ma 根據(jù)牛頓第三定律可知:臺秤的示數(shù)分別為300N和0N。當(dāng)a1=2.5m/s2,F1=300N當(dāng)自由下落時，a2=g,F2=0NvaFmg物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 等于0的情況稱為完全失重完全失重現(xiàn)象。實驗和例題可以看出產(chǎn)生現(xiàn)象的條件物體存在物體存在向下向下的加速度的加速度兩種情況：加速下降減速上升實驗和例題可以看出產(chǎn)生現(xiàn)象的條件物體的物體的 的加速的加速度等于度等于g兩種情況： 超重和失重超重和失重 （）實重：（）實重：物體實際所受的重力。物體所受重力不會因物體實際所受的重力。物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變

6、化。物體運動狀態(tài)的改變而變化。 （）視重：（）視重：當(dāng)物體在豎直方向有加速度時（即當(dāng)物體在豎直方向有加速度時（即ay0），），物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的重力，物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的重力，此時彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫物體的視重。此時彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫物體的視重。 說明：說明：正因為當(dāng)物體豎直方向有加速度時視重不再等于正因為當(dāng)物體豎直方向有加速度時視重不再等于實重，所以我們在用彈簧測力計測物體重力時，強調(diào)應(yīng)在靜止實重，所以我們在用彈簧測力計測物體重力時，強調(diào)應(yīng)在靜止或勻速運動狀態(tài)下進行。或勻速運動狀態(tài)下進行。 （3）對超重現(xiàn)象的理解）對超重

7、現(xiàn)象的理解 特點：特點：具有豎直向上的加速度具有豎直向上的加速度 運動形式運動形式:物體向上加速運動或向下減速運動。物體向上加速運動或向下減速運動。 說明：說明：當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時，只是拉力（或?qū)χС治锏漠?dāng)物體處于超重狀態(tài)時，只是拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┰龃罅?，是視重的改變，物體的重力始終未變。壓力）增大了，是視重的改變，物體的重力始終未變。 （4）對失重現(xiàn)象的理解）對失重現(xiàn)象的理解 特點：特點：具有豎直向下的加速度；具有豎直向下的加速度； 運動形式：運動形式：物體向下加速運動或向上物體向下加速運動或向上減速運動；減速運動； 完全失重：完全失重：在失重現(xiàn)象中，物體對支在失重現(xiàn)象中，物體對支持

8、物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕某治锏膲毫Γɑ驅(qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài)稱為完全失重狀態(tài)。此時視重等于零，狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài)。此時視重等于零，物體運動的加速度方向向下，大小為物體運動的加速度方向向下，大小為g。 說明：說明：當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時，只是拉當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時，只是拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γp小了，是視重的力（或?qū)χС治锏膲毫Γp小了，是視重的改變，物體的重力始終未變。改變，物體的重力始終未變。超重和失重的本質(zhì)物體對支持物的壓力壓力和對懸掛物的拉力拉力發(fā)生變化變化質(zhì)量是質(zhì)量是50 kg的人站在升降機中的體重計上，當(dāng)升的人站在升降機中的體重計上，當(dāng)升降機做下列兩種運動時，體重計

9、的讀數(shù)是多少？降機做下列兩種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？（?。ㄈ=10 ms2）(1)升降機勻速上升；升降機勻速上升；(2)升降機以升降機以4 ms2的加速度勻減速下降。的加速度勻減速下降。【答案【答案】（）（） （）（） 瓶中的水會流出嗎?1升降機在板上放一個彈簧盤秤，盤中放一質(zhì)量為升降機在板上放一個彈簧盤秤，盤中放一質(zhì)量為m的物的物體，當(dāng)秤的讀數(shù)為體，當(dāng)秤的讀數(shù)為0.8mg時，升降機的運動可能是時，升降機的運動可能是()A加速上升加速上升 B加速下降加速下降C減速上升減速上升 D減速下降減速下降解析：解析：物體加速度物體加速度a方向向下方向向下(加速下降或減速上升加速下降或減速上升)時處

10、時處于失重狀態(tài)，視重大小等于于失重狀態(tài)，視重大小等于(mgma)。答案：答案：BC 例例2質(zhì)量為質(zhì)量為60 kg的人站在升降機中的體重計上，當(dāng)?shù)娜苏驹谏禉C中的體重計上，當(dāng)升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？處于什么升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？處于什么狀態(tài)？狀態(tài)？(取取 g10 m/s2)(1)升降機勻速上升；升降機勻速上升；(2)升降機以升降機以3 m/s2的加速度加速上升；的加速度加速上升；(3)升降機以升降機以4 m/s2的加速度加速下降。的加速度加速下降。 解析解析人站在升降機中的體重計上，受力情況如圖人站在升降機中的體重計上，受力情況如圖所示。所示。 (1)當(dāng)

11、升降機勻速上升時，由牛頓第二定律得：當(dāng)升降機勻速上升時，由牛頓第二定律得： F合合FNG0， 所以人受到的支持力所以人受到的支持力FNGmg600 N。 根據(jù)牛頓第三定律得，人對體重計的壓力就等于體重根據(jù)牛頓第三定律得，人對體重計的壓力就等于體重計的示數(shù)，即計的示數(shù)，即600 N。人處于平衡狀態(tài)。人處于平衡狀態(tài)。 (2)當(dāng)升降機以當(dāng)升降機以3 m/s2的加速度加速上升時，由牛頓第二的加速度加速上升時，由牛頓第二定律得：定律得：FNGma， FNmaGm(ga)780 N。 由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為780 N，大于人，大于人的重力，人處于超重狀態(tài)。

12、的重力，人處于超重狀態(tài)。 (3)當(dāng)升降機以當(dāng)升降機以4 m/s2的加速度加速下降時，由牛頓第二的加速度加速下降時，由牛頓第二定律得：定律得：GFNma， FNGmam(ga)360 N， 由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為360 N，小于人，小于人的重力，人處于失重狀態(tài)。的重力，人處于失重狀態(tài)。 答案答案(1)600 N平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)(2)780 N超重狀態(tài)超重狀態(tài)(3)360 N失重狀態(tài)失重狀態(tài) (1)利用牛頓第二定律列方程時，一般以利用牛頓第二定律列方程時，一般以a方向為正方向為正方向，則加速度方向的力減去與加速度方向相反的力即方向，則加速度方向的力

13、減去與加速度方向相反的力即為合力。為合力。 (2)判斷超重、失重現(xiàn)象，其關(guān)鍵是看加速度的方向，判斷超重、失重現(xiàn)象，其關(guān)鍵是看加速度的方向，而不是運動方向。而不是運動方向。 借題發(fā)揮借題發(fā)揮3某人在地面上用彈簧秤稱得體重某人在地面上用彈簧秤稱得體重為為490 N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，其體重，t0至至t3時間段內(nèi)，彈簧秤的時間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖示數(shù)如圖473所示，電梯運行的所示，電梯運行的v-t圖可能是圖圖可能是圖474中的中的(取電梯向上運動的方向為正取電梯向上運動的方向為正) ()圖圖473圖圖479答案：答案：AD4.下列四個實驗中，不能在繞地球飛行的太空實下列四個實驗中，不能在繞地球飛行的太空實驗艙中完成的是驗艙中完成的是( )A.用彈簧秤測物體的重力用彈簧秤測物體的重力B.用天平測物體的質(zhì)量用天平測物體的質(zhì)量C.用溫度計測艙內(nèi)的溫度用溫度計測艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強ABD5.5.在體重計上做在體重計上做下蹲下蹲的過程中，體重計的示數(shù)怎樣的過程中，體重計的示數(shù)怎樣變化？變化？過程分析：過程分析： 由靜止開始向下運動，速度增加，具由靜止開始向下運動，速度增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最終速度