[中学联盟]浙江省临海市杜桥中学高中物理必修1《47 用牛顿运动定律解决问题（二）》课件（2份）

第四章 力与运动 第七节 用牛顿定律解决问题（二） 用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？ 物体处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的？ 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。 用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速、减速运动，弹簧秤的示数如何变化？ 物体的受力情况 物体向上加速时： 根据牛顿第二定律： F－G＝ma F ＝ ma＋ G ＞ G 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）大于物体的重力。 F G a v 超重和失重 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。 1、超重 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： F ＝910N 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。 v a F mg 超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。 宇航员的 平躺姿势 物体向上减速时： 根据牛顿第二定律： G － F ＝ma F ＝ G － ma ＜ G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F′（弹簧秤的示数）小于物体的重力 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 G a v 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。 2、失重 例2、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？ v a F mg 解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知： mg－ F ＝ma F＝ mg － ma 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。 ①当a1=2.5m/s2,F1=300N ②当自由下落时，a2=g,F2=0N v a F mg 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。 3、完全失重 太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔…… 空间站中的宇航员 本节小结 1、超重 2、失重 3、完全失重 $$ 超重与失重 用牛顿运动定律解决问题(二) 重力怎样测量？ 例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。 证明： 由力的平衡条件 F=G 以物体为研究对象,受力如右图 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` ∴弹簧的读数就是重力的大小。 G=N N=N` G=N` N N’ F’ F G G 例2、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。 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=ma N=N` N`=m(g+a) N=m(g+a) F’ F mg N N’ mg a a 例3、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。 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=ma N=N` N`=m(g-a) N=m(g-a) 视频 F’ F mg N N’ mg a a 2、失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象。 1、超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。 一、超重与失重 讨论与交流： 为什么会有超重与失重现象？出现超重与失重时，物体所受的重力变了吗？ 注意： （1）当物体有向上的加速度时（包括加速上升或减速下降），产生超重现象。即只要有向上的加速度就处于超重状态。