超重與失重課件11 魯科版必修1

1、超重和失重,,,,,,杯子里裝滿水，靜止在水平桌面上，當塞子拔出時，將觀察到什么現(xiàn)象？,如果讓杯子自由下落，觀察到什么現(xiàn)象？,（水噴射而出）,（杯子下落過程中，水并不從小孔噴出）,思考：1、水噴出來的原因是什么？,2、水不噴出是因為水失去重力了嗎？,G,彈簧秤下掛一重物G保持靜止時，觀察到彈簧秤示數(shù) F’=G,如果彈簧秤和物體一起加速上升呢？,觀察到彈簧秤示數(shù)大于物體的重力，即：F’>G,思考：1、物體加速上升時，好象物體的重力

2、變大了，物體的重力真的變大了嗎？,2、測量物體的重力需要注意什么呢？,（一）超重現(xiàn)象,,以一個站在升降機里的測力計上的人為例分析：設人的質(zhì)量為m，升降機以加速度a加速上升。,分析：對人受力分析如圖,由牛頓第二定律得,F合 = N — G = m a,故：N = G + m a,人受到的支持力N大于人受到的重力G,總結(jié)：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。,（二）失重現(xiàn)象,以站在升降機里的測力計上的人

3、為例分析，設人的質(zhì)量為50Kg，升降機以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2),分析：對人受力分析如圖,,由牛頓第二定律得,F合 = G — N = m a,故：N=G — F合 = m g — m a = 400N < 500N,人受到的支持力N小于人受到的重力G,總結(jié)：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。,（三）完全失重,當升降機以加速度 a = g 豎直加速下降時，N = G

4、 — m g = 0,物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱?，這就是“完全失重”現(xiàn)象。,例1：試分析前面引入實驗中，當杯子自由下落時，為什么杯中的水不噴出？,解：當杯子自由下落時，杯中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒有壓力，故水不會噴出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。,例2：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？,甲,乙,丙,丁,N<G 失重,N>G 超重

5、,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)。,（四）超重、失重、視重和重力的區(qū)別,1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。,2、視重是指支持物對物體的支持力（或懸掛物對物體的拉力），是可以改變的。,3、物體的重力與運動狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。,規(guī)律：,,視重 > 重力 a豎直向上 超

6、重狀態(tài),視重 < 重力 a豎直向下 失重狀態(tài),超重還是失重由a決定，與v方向無關(guān),（五）超重和失重現(xiàn)象的應用,人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機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。,航天飛機中的人和物都處于 狀態(tài)。,完全失重,在航天飛機中所有和重力有關(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

7、量物體的質(zhì)量,,利用完全失重條件的科學研究,液體呈絕對球形,制造理想的滾珠,制造泡沫金屬,鞏固練習：,練習1、一個人在地面上最多能舉起300N的重物，在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中，他最多能舉起250N的重物。求電梯的加速度。(g = 10m/s2),分析：對同一個人來說，他能提供的最大舉力是一定的，因此，它在電梯里對物體的支持力也為300N，對物體受力分析可求出F合，從而求出加速度。,解：設物體的質(zhì)量為m，對其受力分析如圖。,得：

8、F合 = N — G =300 — 250 = 50(N),由題意：m = 25Kg,故：a = F合/m=2m/s2,方向：豎直向上,練習2、一個木塊漂浮在桌面的一杯水中，現(xiàn)假設撤去桌面，木塊和杯子一起自由向下運動，問木塊受到的浮力有無變化？,思維啟示：1、浮力產(chǎn)生的原因是什么？2、木塊和水處于什么樣的狀態(tài)？ 3、水對容器底部有壓力嗎？水內(nèi) 部有無壓力？,解：浮力產(chǎn)生的原因是物體在液體中上下表面存在壓力差，當水和杯子一起自由下落時

9、，a = g，水處于完全失重狀態(tài)，水的重力用來產(chǎn)生重力加速度，故水對杯底無壓力，水內(nèi)部也無壓力，不產(chǎn)生浮力，所以木塊的浮力消失。,拓展：如圖，球B放在容器A內(nèi)，且B略小于A，將它們以一定的速度向上拋出，不計空氣阻力，在A和B上升的過程中，A和B間作用力情況？,練習3、一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得重為G，當此人突然下蹲時，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

10、 小于G,思維點撥：人下蹲是怎樣的一個過程？,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)榱悖蔬€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？,練習4、如圖所示，底座A上裝有一根足夠長的直立長桿，其總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量為m的圓環(huán)B，它與桿有摩擦，當圓環(huán)以初速度V0向上飛起時，圓環(huán)的加速度為a，底座不動。（1）定性分析環(huán)在上升和下降過程中，

11、A對地面的壓力與整體的重力相比較誰大？（2）分別計算在整個過程中，水平面對底座的支持力多大？（設摩擦力不變）,解：（1）環(huán)不論上升還是下降，環(huán)都有向下的加速度，故整體上有失重的現(xiàn)象，所以A對地面的壓力小于整體的重力。,（2）上升過程分別對環(huán)受力分析如圖，得,F合 = mg + f = ma (1),對底座受力分析如圖，得,N + f ’ = Mg (2),由牛頓第三定律得：f = f ’ (3),綜合上三式可得：f