高中物理 第4節(jié)《超重與失重》課件1 魯科必修1

1、2021/8/11 星期三1超重和失重2021/8/11 星期三2重力怎樣測量？NN 例1、彈簧秤豎直懸掛、臺(tái)秤水平放置都處于靜止?fàn)顟B(tài)。證明彈簧秤和臺(tái)秤的讀數(shù)等于物體重力的大小。證明：由力的平衡條件F=G以物體為研究對(duì)象,受力如右圖彈簧的讀數(shù)就是重物對(duì)彈簧拉力F的大小由牛頓第三定律F=F彈簧的讀數(shù)就是重力的大小。FFGGG=NN=NG=N2021/8/11 星期三3FFmgNNmg 例2、彈簧秤豎直懸掛、臺(tái)秤水平放置都向上加速運(yùn)動(dòng)。求彈簧秤和臺(tái)秤的讀數(shù)。aa證明：由牛頓第二定律F-mg=ma彈簧的讀數(shù)就是重物對(duì)彈簧拉力F的大小由牛頓第三定律F=F彈簧的讀數(shù)為m(g+a) 。以物體為研究對(duì)象,受

2、力如右圖F=m(g+a)N-mg=maN=NN=m(g+a)N=m(g+a)2021/8/11 星期三4FFmgNNmg 例3、彈簧秤豎直懸掛、臺(tái)秤水平放置都向下加速運(yùn)動(dòng)。求彈簧秤和臺(tái)秤的讀數(shù)大小。aa證明：由牛頓第二定律mg-F=ma彈簧的讀數(shù)就是重物對(duì)彈簧拉力F的大小由牛頓第三定律F=F彈簧的讀數(shù)為m(g-a) 。以物體為研究對(duì)象,受力如右圖F=m(g-a)mg-N=maN=NN=m(g-a)N=m(g-a)2021/8/11 星期三5物體對(duì)豎直懸線的拉力或水平支持物的壓力與重力的重力關(guān)系：FmgNNmgF物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)即 a=0F=F=mgN=N=mgFmgaFNmgNa物體有向上的

3、加速度即 a0F=F=m(g+a)N=N=m(g+a)物體有向下的加速度即 a0F=F=m(g-a)N=N=m(g-a)FmgaFNmgNa超重失重2021/8/11 星期三6 例4、一質(zhì)量為40kg的小孩站在升降機(jī)中的體重計(jì)上。（1）當(dāng)升降機(jī)以0.5m/s2加速上升時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為( )N。(2)當(dāng)升降機(jī)以0. 5m/s2的加速度加速下降時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)為( )N4203802021/8/11 星期三7超失重的理解：力與（ ）直接相關(guān)聯(lián)。（加速度、速度）重力的方向豎直向下，要發(fā)生超失重現(xiàn)象，豎直方向必須要有加速度。加速度a超重失重mgmg加速度1、只要加速度豎直向上，超重。（與速度的方向沒

4、關(guān)系）2、只要加速度豎直向下，失重。（與速度的方向沒關(guān)系）2021/8/11 星期三8 例5、一小孩站在升降機(jī)中，升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況如下時(shí)，判斷超重、失重情況。1、升降機(jī)加速上升2、升降機(jī)減速上升3、升降機(jī)加速下降4、升降機(jī)減速下降超重失重失重超重2021/8/11 星期三9例6、一個(gè)人站在磅秤上，讀出體重為500N。在他忽然蹲下的過程中，磅秤上讀出的體重有無變化？為什么？你的結(jié)論是什么？開始下蹲時(shí)加速度：豎直向下失重將要蹲下時(shí)加速度：豎直向上超重讀數(shù)變小讀數(shù)變大2021/8/11 星期三10接上題： 如果此人又突然向上迅速站起來，磅秤上讀出的體重又有什么變化？開始站起時(shí)加速度：豎直向上超重將要

5、站起時(shí)加速度：豎直向下失重讀數(shù)變大讀數(shù)變小2021/8/11 星期三11超失重的理解： 失重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的拉力T=m(g-a)；對(duì)支持面的壓力N=m(g-a)。就好像重力“減小”了（確切的說是重力加速度g好像“減小”了）。實(shí)際上物體的重力沒有變。 超重時(shí)，重物對(duì)豎直懸線的拉力T=m(g+a)；對(duì)支持面的壓力N=m(g+a)。就好像重力“增加”了（確切的說是重力加速度g好像“增加”了）。實(shí)際上物體的重力沒有變。 失重時(shí)，當(dāng)a=g，重物對(duì)豎直懸線的拉力T=m(g-a)=0；對(duì)支持面的壓力N=m(g-a)=0。就好像重力完全“消失”了（確切的說是重力加速度g好像“消失”了）。實(shí)際上物體的重力并

6、沒有消失。2021/8/11 星期三12 取一只塑料瓶，在下端靠近底邊處鉆一個(gè)小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加滿水。 提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔處有水噴射出。想想看，為什么？ 當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶中的水處于完全失重狀態(tài)，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的沒有壓力，小孔沒有水流出。 這是因?yàn)橐后w受到重力而使內(nèi)部存在壓力，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的壓力造成小孔處的水流出。 讓瓶子從某一高處自由下落，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么結(jié)果？這是為什么？2021/8/11 星期三13 當(dāng)杯自由下落時(shí)，容器、水和木塊都處于完全失重狀態(tài)，由于重力引起的浮力消失，所以物體僅受重力。 重力的作用效果使物體產(chǎn)生加速度，

7、即： G = m g 浮力怎么變化？ 如圖所示，分析杯自由下落時(shí)木塊所受的浮力怎么變化。gG2021/8/11 星期三14 一個(gè)質(zhì)量為70Kg的宇航員，如果在某一段時(shí)間內(nèi)與火箭、航天飛機(jī)一道以 a=g的加速度豎直升空，那麼宇航員所承受的豎直方向的壓力有多大？分析：宇航員受重力G、壓力N而豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律： N - G = ma N=ma +G = ma+g=2mg =1400NNGOa2021/8/11 星期三15 所受地球的引力只改變速度的方向，不改變速度的大小。航天飛機(jī)中的人和物，都處 于完全失重狀態(tài) 人造地球衛(wèi)星，宇宙飛船、 航天飛機(jī)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。近地衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球的衛(wèi)星航天器中的宇航員gg0g向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小。2021/8/1