超重與失重課件6 魯科版必修1

1、超重和失重,我們通常怎樣使用測(cè)力計(jì)測(cè)量物體重力呢？,如果物體和測(cè)力計(jì)一起運(yùn)動(dòng)，那么測(cè)力計(jì)讀數(shù)會(huì)有什么樣的變化？,通常情況下，我們要保持物體靜止，再來(lái)讀取測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。,如果物體和測(cè)力計(jì)一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么測(cè)力計(jì)的讀數(shù)仍然等于物體的重力，但如果物體和測(cè)力計(jì)一起做變速直線運(yùn)動(dòng)，情況又怎么樣呢？,一、超重現(xiàn)象：,例1、在升降機(jī)（電梯）中測(cè)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(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？（g取

2、10 m/s2),分析：測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小等于人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小。,一、超重現(xiàn)象：,例1、在升降機(jī)（電梯）中測(cè)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(cè)力計(jì)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(shí)，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(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)

3、測(cè)力計(jì)的壓力大小相等，,∴測(cè)力計(jì)的示數(shù)為500N。,一、超重現(xiàn)象,例1、在升降機(jī)（電梯）中測(cè)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(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？（g取10 m/s2),小結(jié)：電梯加速上升時(shí)，人對(duì)測(cè)力計(jì)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(shí)，測(cè)力計(jì)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(shí)，測(cè)力計(jì)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(shí)，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(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小相等，,∴測(cè)力計(jì)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(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？ （g取10

5、 m/s2),小結(jié)：電梯加速下降時(shí)，人對(duì)測(cè)力計(jì)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(shí)，情況又會(huì)怎樣呢？,例3、前例中，如果升降機(jī)在靜止時(shí)，懸掛升降機(jī)的鋼索突然斷裂，升降機(jī)自由下落，測(cè)力計(jì)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(shí)，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(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小相等，,∴測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N。,小結(jié)：此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為0，好象人完全沒(méi)有受到的重力一樣，這種狀態(tài)下，人對(duì)測(cè)力計(jì)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(shí)，情況又會(huì)怎樣呢？,例3、前例中，如果升降機(jī)在靜止時(shí)，懸掛升降機(jī)的鋼索突然斷裂，升降機(jī)自由下落，測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？ （g取10 m/s2),小結(jié)：此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為0，好象人完全沒(méi)有受到的重力一樣，這種狀態(tài)

7、下，人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力為0，我們把這種現(xiàn)象叫做完全失重。,對(duì)超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),例4、前例中，如果升降機(jī)以2.5m/s2的加速度減速上升，測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？ （g取10 m/s2),對(duì)超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),解：人的重力G=mg=400N,,對(duì)超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),當(dāng)升降機(jī)勻減速上升時(shí)，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(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小相等，,∴測(cè)力計(jì)

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(cè)力計(jì)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(shí)（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(shí)（加速下降 或減速上升），產(chǎn)生失重現(xiàn)象。當(dāng) a=g時(shí)，完全失重。,對(duì)超重和失重的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),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(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？ （g取10 m/s2),例：下面所示的情況中，對(duì)物體m來(lái)說(shuō)，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(yùn)動(dòng)的方向無(wú)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(shí)，地球作用于物體的重力始終存在，且大小不變，只不過(guò)物體對(duì)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(shí)生活中的超（失）重現(xiàn)象,蹦 極,我們來(lái)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)：,當(dāng)裝有水的水杯壁上有一個(gè)孔時(shí)，在水壓作用下，水會(huì)從孔中流出來(lái)。,如果讓這個(gè)杯子自由下落又是什么情況呢？,這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，雖然杯壁上有孔，但水卻沒(méi)有流出來(lái)，這是為什么呢？,當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶中的水處于完全失重

11、狀態(tài)，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的沒(méi)有壓力，小孔沒(méi)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(yùn)動(dòng)。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(wú)法使用！,彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)法測(cè)量物體的重力，但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小。,無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量,,解：因?yàn)槿说淖畲笈e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(duì)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(yùn)會(huì)舉重冠軍的挺舉記錄200kg來(lái)說(shuō)，我們同學(xué)的挺舉成績(jī)50kg是微不足道的，但學(xué)習(xí)了本節(jié)的知識(shí)后，你能不能設(shè)計(jì)一個(gè)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?yàn)槿说淖畲笈e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(duì)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(gè)人站在醫(yī)用體重計(jì)的測(cè)盤上不動(dòng)時(shí)測(cè)得重為G，當(dāng)此人突然下蹲時(shí)，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(diǎn)撥：人下蹲是怎樣的一個(gè)

14、過(guò)程？,人下蹲過(guò)程分析：由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，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(gè)向下減速的過(guò)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(huì)怎樣？,拓展性課題一：載人航天飛船在發(fā)射升空和降落時(shí),如果楊利偉保持直立的姿態(tài),則他的心血管系統(tǒng)會(huì)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(shí)處于超重狀態(tài),在超重狀態(tài)下,人直立,頭部血液會(huì)流向下肢,血液淤積在下肢靜脈中,影響