6.4 超重与失重 —鲁科版高中物理必修一课件(共23张PPT)

重力如何测量？ 牛顿第二定律的表达式？ 物体的速度方向和运动方向有何关系？ 物体做加速或减速直线运动时，加速度和速度方向之间有什么关系？ 温 故 知 新 物体的重力在同一地点会不会发生变化呢？ 同一时间、同一地点，人的体重会不会发生变化呢？ 站在体重计上的人，迅速下蹲或迅速站起来时，体重计示数会不会发生变化？为什么？ 想 一 想 6.4 超重与失重 例题：升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一个质量为20kg的物体（如图示），当升降机： a．以4m/s的速度匀速上升时，台秤读数是多少N？ b．以1m/s2的加速度加速上升时，台秤读数是多少N？ c．以1m/s2的加速度减速下降时，台秤读数是多少N？ 解：取竖直向上为正方向 (1)由于升降机匀速上升 ,所以a=0,根据牛顿第二定律知: N-mg=0 所以 N=mg=200N 由牛顿第三定律知，N’=N=200N N N’ G 解：(2)由于升降机加速上升 ,且a= 1m/s2,方向竖直向上,根据牛顿第二定律知: (3)由于升降机减速下降 ,且a= 1m/s2,方向竖直向上,根据牛顿第二定律知: N-mg=ma N=m(g+a)=220N 由牛顿第三定律知，N’=N=220N N-mg=ma N=m(g+a)=220N 由牛顿第三定律知，N’=N=220N N’ a N mg 物体对竖直悬绳的拉力 mg N’ a N N’=N=m(g+a) 物体加速上升 物体减速下降 a 竖直向上 N’=N=m(g-a) 电梯向上运动 电梯向下运动 对超重和失重的进一步认识 实验 一、超 重 1、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。 2、实质：压力（或拉力）大于重力 且 N’=N=m(g+a) 3、条件:物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象。 二、失 重 1、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。 2、实质：压力（或拉力）小于重力 且 N’=N=m(g-a) 3、条件:物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升的运动时，会发生失重现象。 想一想 在失重状态中，支持力（或拉力）小于物体的重力，从而产生了向下的加速度，那么这个加速度能取到无穷大吗？ F合=mg-N=ma a最大，合力最大，所以N最小，即：N=0 F合=mg=ma 所以 a=g 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？ 想想看，为什么？ 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？ 想想看，为什么？ 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以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。 神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到了太空要吃失重之苦。 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 0 总结：由此可见，当物体处于完全失重时，凡是和重力相关的现象都消失。 失重时，重物对竖直悬线的拉力N=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N=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N=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。 超失重的理解 1、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A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是: ( ) A、加速上升 B、减速上升 C、加速下降 D、减速下降 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 BC f =µ FN F=k x 2．物体速度为零是否就是物体处于静止状态？ 【提示】　不一定，速度为零可能合外