4.5牛顿运动定律的应用（3） 失重与超重-课件-2021-2022学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

第四章 牛顿运动定律 第五节 牛顿运动定律的应用（3） 失重与超重 小游戏 测 体 重！！ 如何在不增减衣物的情况下改变体重称的示数？ 问？这个示数就是你的重力吗？ 小游戏 在人站稳后,称其实放映的是人对称的压力 FN称对人 mg FN称对人 FN人对称 人对称的压力=人的重力 根据牛顿第三定律 真实的重力 视重 是固有属性 会改变吗 体重称（弹簧测力计）的示数称之为 视重 实验探究 F称对物 mg F称对物 F物对称 物体处静止 物体拉弹簧的力的示数 根据平衡条件和牛顿第三定律知道： 弹簧秤的示数等于物体重力的大小。 FT=mg 1.突然向上加速，弹簧秤的示数如何变化？ 【实验一】把物体挂在弹簧秤下，用手带动弹簧秤和物体一起： 实验探究 分析物体的受力情况 物体向上加速时： 根据牛顿第二定律： F合=ma＝F－mg F ＝ ma＋ mg ＞ mg 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F′（弹簧秤的示数拉力）大于物体的重力mg F mg a v 根据牛顿第三定律： F ′ ＝ ma＋ mg ＞ mg 实验探究 2.向下加速运动 观察弹簧秤的示数如何变化？ （弹簧秤的示数拉力）小于物体的重力mg F mg a v 根据牛顿第二定律： F合＝ma = mg－F F ＝ mg - ma ＜ mg 根据牛顿第三定律： F ′ ＝ mg - ma ＜ mg 实验探究 mg－ F ＝ma F ＝ mg － ma ＜ mg 物体向上减速时： 根据牛顿第二定律： （弹簧秤的示数拉力） 小于物体的重力mg 3.用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？ F mg a v 根据牛顿第三定律： F ′ ＝ mg － ma ＜ mg 实验探究 物体向下减速时： 根据牛顿第二定律： F－mg＝ma F ＝ ma＋ mg ＞ mg （弹簧秤的示数拉力）大于物体的重力mg F mg a v 4.用弹簧秤匀速拉物体时，突然向下减速运动，弹簧秤的示数如何变化？ 根据牛顿第三定律： F ′ ＝ ma＋ mg ＞ mg 实验探究 超重失重 向下减速 a v F mg F mg F mg F mg a v a v a v 向上加速 向下加速 向上减速 超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现 象叫做“超重” 超重失重 向下减速 a v F mg F mg F mg F mg a v a v a v 向上加速 向下加速 向上减速 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体自身重力的现象，我们称之为“失重” 总结 在弹簧秤下端挂一质量为m的钩码，分别以加速度a做如下运动时，弹簧秤的拉力如何？ 1.加速上升 2.加速下降 3.减速上升 4.减速下降 总结以上实验与思考四种现象 ——读数小于重力（视重小于实重）——失重 ——读数大于重力（视重大于实重）——超重 ——读数小于重力（视重小于实重）——失重 ——读数大于重力（视重大于实重）——超重 总结 1.产生超重的条件 2.产生失重的条件 ——当物体的加速度方向向上时，即a↑ ——当物体的加速度方向向下时，即a↓ 向上运动吗？ 向下运动吗？ 超重失重 下面所示的情况中，对物体m来说，哪几种发生超重现象？哪几种发生失重现象？ 甲 乙 丙 丁 FN<mg 失重 FN>mg 超重 FN<mg 失重 FN>mg 超重 (1)物体具有竖直向上的加速度，即处于超重状态； (2)物体具有竖直向下的加速度，即处于失重状态； (3)与运动的方向无关。 m v a mg FN m v a mg FN m a v mg FN m v a mg FN 完全失重 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象。 a=g 完全失重 大家预测完全失重还会发生什么现象？ 浮力小时，水压消失 典型示例1 一个质量为70kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/s2） v a F mg F－mg＝ma 解：人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得： 根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N，方向竖直向下。 F=mg+ma =m(g+a)=70×(10+3)N =910N 变式训练1 在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg ①若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？ ②若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？ F mg a v 解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知： (1)mg - F1 ＝ma1 F1＝ mg - ma1=m(g-a)=40× (10-2.5)N=300N