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文檔簡介
1、超重和失重,我們通常怎樣使用測力計測量物體重力呢?,如果物體和測力計一起運動,那么測力計讀數(shù)會有什么樣的變化?,通常情況下,我們要保持物體靜止,再來讀取測力計的讀數(shù)。,如果物體和測力計一起做勻速直線運動,那么測力計的讀數(shù)仍然等于物體的重力,但如果物體和測力計一起做變速直線運動,情況又怎么樣呢?,一、超重現(xiàn)象:,例1、在升降機(jī)(電梯)中測人的體重,已知人質(zhì)量為40kg,當(dāng)升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速上升,測力計的示數(shù)是多少?(g取
2、10 m/s2),分析:測力計的示數(shù)大小等于人對測力計的壓力大小。,一、超重現(xiàn)象:,例1、在升降機(jī)(電梯)中測人的體重,已知人質(zhì)量為40kg,當(dāng)升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速上升,測力計的示數(shù)是多少?(g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,,當(dāng)升降機(jī)勻加速上升時,根據(jù)牛頓 第二定律可知N-mg=ma,→N=mg+ma=500N,,根據(jù)牛頓第三定律可知,測力計對人的支持力與人對
3、測力計的壓力大小相等,,∴測力計的示數(shù)為500N。,一、超重現(xiàn)象,例1、在升降機(jī)(電梯)中測人的體重,已知人質(zhì)量為40kg,當(dāng)升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速上升,測力計的示數(shù)是多少?(g取10 m/s2),小結(jié):電梯加速上升時,人對測力計的壓力比人受到的重力大,我們把這種現(xiàn)象叫做超重。,二、失重現(xiàn)象,例2、在上題中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速下降時,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),二、失重現(xiàn)象,例2、
4、在上題中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速下降時,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,,當(dāng)升降機(jī)勻加速下降時,根據(jù)牛頓第二定律可知mg-N=ma,→N=mg-ma=300N,,根據(jù)牛頓第三定律可知,測力計對人的支持力與人對測力計的壓力大小相等,,∴測力計的示數(shù)為300N。,二、失重現(xiàn)象,例2、在上題中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速下降時,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10
5、 m/s2),小結(jié):電梯加速下降時,人對測力計的壓力比人受到的重力小,我們把這種現(xiàn)象叫做失重。,在失重現(xiàn)象中,如果物體的加速度恰好為g時,情況又會怎樣呢?,例3、前例中,如果升降機(jī)在靜止時,懸掛升降機(jī)的鋼索突然斷裂,升降機(jī)自由下落,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),解:人的重力G=mg=400N,,當(dāng)升降機(jī)自由落體時,a=g,根據(jù)牛頓第二定律可知mg-N=ma,→N=mg-ma=mg-mg=0N,,根據(jù)牛頓第三定律可知,
6、測力計對人的支持力與人對測力計的壓力大小相等,,∴測力計的示數(shù)為0N。,小結(jié):此時測力計示數(shù)為0,好象人完全沒有受到的重力一樣,這種狀態(tài)下,人對測力計的壓力為0,我們把這種現(xiàn)象叫做完全失重。,在失重現(xiàn)象中,如果物體的加速度恰好為g時,情況又會怎樣呢?,例3、前例中,如果升降機(jī)在靜止時,懸掛升降機(jī)的鋼索突然斷裂,升降機(jī)自由下落,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),小結(jié):此時測力計示數(shù)為0,好象人完全沒有受到的重力一樣,這種狀態(tài)
7、下,人對測力計的壓力為0,我們把這種現(xiàn)象叫做完全失重。,對超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識,例4、前例中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度減速上升,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),對超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識,解:人的重力G=mg=400N,,對超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識,當(dāng)升降機(jī)勻減速上升時,根據(jù)牛頓第二定律可知mg-N=ma,→N=mg-ma=300N,,根據(jù)牛頓第三定律可知,測力計對人的支持力與人對測力計的壓力大小相等,,∴測力計
8、的示數(shù)為300N。,例4、前例中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度減速上升,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),總結(jié):a、當(dāng)物體有向上的加速度時(加速上升 或減速下降),產(chǎn)生超重現(xiàn)象。 b、當(dāng)物體有向下的加速度時(加速下降 或減速上升),產(chǎn)生失重現(xiàn)象。當(dāng) a=g時,完全失重。,對超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識,例4、前例中,如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度減速上升
9、,測力計的示數(shù)又是多少? (g取10 m/s2),例:下面所示的情況中,對物體m來說,哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象?哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象?,,,m,,v,,a,,,m,,v,,a,,,m,,v,,a,,,,,m,a,v,甲,乙,丙,丁,N<G 失重,N>G 超重,N<G 失重,N>G 超重,總結(jié):物體具有豎直向上的加速度,即處于超重狀態(tài);物體具有豎直向下的加速度,即處于失重狀態(tài)。與運動的方向無關(guān)。,超重、失重與物體所
10、受重力的區(qū)別:,物體處于超重(失重)狀態(tài)時,地球作用于物體的重力始終存在,且大小不變,只不過物體對水平支持物的壓力(懸掛物的拉力)大于(小于)物體的重力。,太空行走,現(xiàn)實生活中的超(失)重現(xiàn)象,蹦 極,我們來看一個實驗:,當(dāng)裝有水的水杯壁上有一個孔時,在水壓作用下,水會從孔中流出來。,如果讓這個杯子自由下落又是什么情況呢?,這時我們發(fā)現(xiàn),雖然杯壁上有孔,但水卻沒有流出來,這是為什么呢?,當(dāng)瓶子自由下落時,瓶中的水處于完全失重
11、狀態(tài),小孔以上部分的水對以下部分的水的沒有壓力,小孔沒有水流出。,超重和失重現(xiàn)象的應(yīng)用,人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)都繞地球做圓周運動。所受的地球引力只改變物體的速度方向,不改變速度大小。,航天飛機(jī)中的人和物都處于 狀態(tài)。,完全失重,在航天飛機(jī)中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用!,彈簧測力計無法測量物體的重力,但仍能測量拉力或壓力的大小。,無法用天平測量物體的質(zhì)量,,解:因為人的最大舉力恒定,本題中,此
12、人的最大舉力為600N,即他在電梯中所能提供給物體的最大支持力為600N,,以物體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可知,G-N=ma,即mg=ma+N,∴m=N/(g-a)=80kg;,課堂練習(xí):,與奧運會舉重冠軍的挺舉記錄200kg來說,我們同學(xué)的挺舉成績50kg是微不足道的,但學(xué)習(xí)了本節(jié)的知識后,你能不能設(shè)計一個有效的方案,使我們同學(xué)也能平冠軍的記錄呢?(g取10m/s2),解:因為人的最大舉力恒定,所以只要站在加速下降或減速
13、上升的電梯中,人提供給杠鈴的最大支持力N仍為500N,但就可以舉起處于失重狀態(tài)的質(zhì)量m為200kg的杠鈴;,以杠鈴為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可知,G-N=ma,即a=(G-N)/m,∴a=(G-N)/m=7.5m/s2,練習(xí):一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得重為G,當(dāng)此人突然下蹲時,磅秤的讀數(shù)( ),A 先大于G,后小于G B 先小于G,后大于GC 大于GD 小于G,思維點撥:人下蹲是怎樣的一個
14、過程?,人下蹲過程分析:由靜止開始向下運動,速度增加,具有向下的加速度(失重);蹲下后最終速度變?yōu)榱?,故還有一個向下減速的過程,加速度向上(超重)。,B,思考:如果人下蹲后又突然站起,情況又會怎樣?,拓展性課題一:載人航天飛船在發(fā)射升空和降落時,如果楊利偉保持直立的姿態(tài),則他的心血管系統(tǒng)會受到何種影響?你認(rèn)為他應(yīng)采取什么姿態(tài)?,解析:飛船在發(fā)射升空和降落時處于超重狀態(tài),在超重狀態(tài)下,人直立,頭部血液會流向下肢,血液淤積在下肢靜脈中,影響
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