超重与失重--ppt课件电子教案.ppt

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1、超重与失重-ppt课件F F F FmgmgN NNNmg 例例2 2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。、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。求弹簧秤和台秤的读数。aa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=maN=NN=m(g+a)N=m(g+a)F F F FmgmgN NNNmg 例例3 3、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向下加速运动。、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。求弹簧秤和台

2、秤的读数大小。aa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=maN=NN=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：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 FmgmgNNN NmgF F 物体静止或匀速运动即 a=0F=F=mgN=N=mgF FmgmgaF F N NmgNNa物体有向上的加速度即 a0F=F=m(g+a)N=N=m(g+a)物体有向下的加速度即 a0F=F=m(g-a)N=N=m(g-a

3、)F FmgmgaF F N NmgNNa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0.5m/s2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()N420380超失重的理解：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mgmg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）例例5 5、一小孩站在升降机中，升降机的运动、一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如下时，

4、判断超重、失重情况。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。在他忽然蹲下的过程中，磅秤上读出的体重有无变化？为什么？你的结论是什么？你的结论是什么？开始下蹲时加速度：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：接上题：如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读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？出的体重又有什么变化？开始站起时加速度：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：超失重的理解：失重时，重物

5、对竖直悬线的拉力T=m(g-a)；对支持面的压力N=m(g-a)。就好像重力“减小”了（确切的说是重力加速度g好像“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)。就好像重力“增加”了（确切的说是重力加速度g好像“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。就好像重力完全“消失”了（确切的说是重力加速度g好像“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，用手堵取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手

6、堵取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵取一只塑料瓶，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。住瓶口，然后往瓶里加满水。住瓶口，然后往瓶里加满水。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。提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。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？想想看，为什么？当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对

7、以下部全失重状态，小孔以上部分的水对以下部全失重状态，小孔以上部分的水对以下部全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。分的水的没有压力，小孔没有水流出。分的水的没有压力，小孔没有水流出。分的水的没有压力，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，这是因为液体受到重力而使内部存在压力，这是因为液体受到重力而使内部存在压力，这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。小孔处的水流出。小孔处

8、的水流出。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？这是让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？为什么？为什么？为什么？当杯自由下落时，容器、水和木块都处于当杯自由下落时，容器、水和木块都处于当杯自由下落时，容器、水和木块都处于当杯自由下落时，容器、水和木块都处于完全失重状态，完全失重状态，完全失重状态，完全失重状态，由于重力引起的浮力消由于重力引起的浮力消由于重力引起的浮力消由于重力引起的浮力消失，所以物体仅受重力。失，所以物体仅受重力。失，所以物体仅受重力。失，所以物体

9、仅受重力。重力的作用效果使物重力的作用效果使物重力的作用效果使物重力的作用效果使物体产生加速度，即：体产生加速度，即：体产生加速度，即：体产生加速度，即：G =m g G =m g 浮力怎么变化？浮力怎么变化？如图所示，分析杯自由下落时如图所示，分析杯自由下落时如图所示，分析杯自由下落时如图所示，分析杯自由下落时木块所受的浮力怎么变化。木块所受的浮力怎么变化。木块所受的浮力怎么变化。木块所受的浮力怎么变化。g gG G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，如果在某一段时间的宇航员，如果在某

10、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的加速度竖直升空，的加速度竖直升空，的加速度竖直升空，的加速度竖直升空，那麽那麽那麽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大？竖直方向的压力有多大？竖直方向的压力有多大？竖直方向的压力有多大？分析分析分析分析：宇航员受重力宇航员受重力宇航员受重力宇航员受重力GG、压力压力压力压力N N而而而而竖直向上加竖直向上加竖直向上加竖直向上加速运动，由牛顿第二定律：速运动，由牛顿第二定律：速运动，由牛顿第二定律：速运动，由牛顿第二定律：N-G=N-

11、G=mama N=ma+G=mN=ma+G=ma+ga+g=2mg=1400N=2mg=1400NN NG GO Oa 所受地球的引力只改变速度的所受地球的引力只改变速度的所受地球的引力只改变速度的所受地球的引力只改变速度的方向，不改变速度的大小。方向，不改变速度的大小。方向，不改变速度的大小。方向，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，宇人造地球卫星，宇人造地球卫星，宇宙飞船、宙飞船、宙飞船、宙飞船、航天飞机绕地航天飞机绕地航天飞机绕地航天飞机绕地球做

12、圆周运动。球做圆周运动。球做圆周运动。球做圆周运动。近地卫星近地卫星近地卫星近地卫星远离地球的卫星远离地球的卫星远离地球的卫星远离地球的卫星航天器中的宇航员航天器中的宇航员g gg g0 0g g向心加速度的大小等于所向心加速度的大小等于所向心加速度的大小等于所向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小。在位置重力加速度的大小。在位置重力加速度的大小。在位置重力加速度的大小。无法利用天平测质量无法利用天平测质量无法利用天平测质量无法利用天平测质量0测力计无法测重力测力计无法测重力测力计无法测重力测力计无法测重力但其它的拉力或压力仍可测量但其它的拉力或压力仍可测量但其它的拉力或压力仍可测量但其

13、它的拉力或压力仍可测量练习练习1 1、一个人在地面上最多能举起、一个人在地面上最多能举起300300N N的重物，在沿竖的重物，在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起25250N0N的重物。求电梯的加速度。的重物。求电梯的加速度。(g=10m/sg=10m/s2 2)（设同一设同一个人能提供的最大举力一定）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300N,对物体受力分析可求出F合，从而求出加速度。mgN解：设物体的质量为解：设物体的质量为mm，对其受力分析对其受力分析如图

14、如图:得：得：F F合合 =N G=300 250=50(N)N G=300 250=50(N)由题意：由题意：m=25Kgm=25Kg故：故：=F=F合合/m=2m/sm=2m/s2 2方向：竖直向上方向：竖直向上练习练习2 2、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为为G G，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（此人在下蹲过程中，磅秤的读数（）A A、先大于、先大于GG，后小于后小于G BG B、先小于、先小于GG，后大于后大于GG C C、大于、大于G DG D、小于、小于GG过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度过程分析：人下蹲是由静止开始向下

15、运动，速度增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终增加，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，加速速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。度向上（超重）。B人在站起过程，情况又是怎样人在站起过程，情况又是怎样？思考练习练习3 3、原来做匀速运动的升降机内，有一、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被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A A静止在底板上，如图，现发现静止在底板上，如图，现发现A A突然被弹簧突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是动可能是:():

16、()A A、加速上升、加速上升 B B、减速上升、减速上升 C C、加速下降、加速下降 D D、减速下降、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，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，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【练习练习4 4】如图所示，有一个装有水的容器放在弹簧台如图所示，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中，弹簧秤的示数与小球

17、静止时相比较有（）A.A.增大；增大；B.B.不变；不变；C.C.减小；减小；D.D.无法确定无法确定解析：解析：当细线断后小球加速上升时处于超重状态，而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此时将有等体积的“水球水球”加速下降处于失重状态；加速下降处于失重状态；而等体积的木球质量小于而等体积的木球质量小于“水球水球”质量，故总体体现质量，故总体体现为失重状态，弹簧秤的示数变小为失重状态，弹簧秤的示数变小C练练5 5】将金属块将金属块m m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板装有压力传感器，箱如图所示，在箱的上顶板

18、和下顶板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2a=2.0m/s2的加速度竖直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向上作匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为为6.0 N,6.0 N,下底板的压力传感器显示的压力为下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N10.0 N。(g(g取取10m/s10m/s2 2）（1)1)若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感若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；器的示数的一半，试判断箱的运动情况；(2(2）要使上顶板的压力传感器的示数为零

19、，箱沿竖直）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？方向运动的情况可能是怎样的？解析解析:当向上匀减速运动时，加速度方向向下，设上顶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板的压力传感器的示数为N N1 1，弹簧弹力为，弹簧弹力为F,F,由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有N N1 1mgmg一一F Fmama 弹簧弹力弹簧弹力F F等于下底板的压力传感器的示数等于下底板的压力传感器的示数N2N2：F FN N2 2=10N=10N代入代入可解得可解得m=0m=05kg5kg。（1)1)依题意，依题意，N N1 1=5 N,=5 N,弹簧长度没

20、有改变，弹簧长度没有改变，F F10N10N代入代入解得解得a=0a=0，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。(2)(2)当整个箱体的加速度方向向上时有当整个箱体的加速度方向向上时有F F一一N N1 1一一mg=mamg=ma，求出，求出N1N1减至零的加速度：减至零的加速度：=10 m/s=10 m/s2 2 上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做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加速度不小于10 m/s10 m/s2 2的向上加速或向下减速运动。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

21、一以2.5m/s2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/s2）如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为个倾角为3030的光滑斜面。现将一个重的光滑斜面。现将一个重4N4N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因测力计因4N4N物体的存在而增加的读数是多物体的存在而增加的读数是多少？少？3N1 1、超重超重和和失重失重是一种物理现象。是一种物理现象。2 2、物体是超重还是失重是由、物体是超重还是失重是由的方向来判定的，与的方向来判定的，与v v方方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规规律律 向上向上 示重示重 重力重力 超重状态超重状态 向下向下 示重示重 重力重力 失重状态失重状态本节内容总结问题处理的一般思路：问题处理的一般思路：1 1、确定研究对象；、确定研究对象；2 2、对研究对象进行运动分析和受力分析；、对研究对象进行运动分析和受力分析；3 3、列出方程或方程组；、列出方程或方程组；4 4、求解方程，并对结果做必要说明。、求解方程，并对结果做必要说明。再见再见此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢