高中物理 4.7超重和失重課件 新人教版必修1

1、作業(yè)講評(píng),1、解：對(duì)物體受力分析如圖所示，在靜摩擦力f作用下沿水平方向勻加速，設(shè)加速度為a，由牛頓第二定律得： μmg=ma 解得 a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2設(shè)其加速至v=4m/s所需時(shí)間為t,由v=at得， t=v/a=4/1 s=4s 此過(guò)程位移x=at2/2 =1×42/2 m=8m＜12m,則物體在后一段位移內(nèi)相對(duì)傳送帶靜止做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)所需時(shí)間為t’,此

2、段位移為x’=xAB-x=12m-8m=4m,則:x’=vt’得：t’=x’/v=4/4 s=1s所以物體從A到B所需總時(shí)間T=t+t’=4s+1S=5s,2、解：設(shè)小球加速度為a，對(duì)小球受力分析如圖，建立直接坐標(biāo)系，由牛頓第二定律得：X軸：Fsinθ=ma ①Y軸：Fcosθ =mg ②聯(lián)立以上方程得：a=gtanθ ③設(shè)A物體的質(zhì)量為mA對(duì)物體A進(jìn)行受

3、力分析，建立直坐標(biāo)系，由牛頓第二定律得：X軸：F1=mAa ④Y軸：F2=mAg ⑤ 又因F2=μF1 ⑥聯(lián)立以上方程可解得:μ=1/tanθ,第四章 力與運(yùn)動(dòng),超重和失重,華美實(shí)驗(yàn)學(xué)校 楊群力,用彈簧秤測(cè)物體的重力時(shí)應(yīng)使物體處于什么狀態(tài)？,物體處于靜止,彈簧秤的示數(shù)是哪個(gè)力的示數(shù)？,物體拉彈簧的力的示數(shù),原理： 根據(jù)平衡條件和牛頓第三定

4、律知道：彈簧秤的示數(shù)等于物體重力的大小。,——平衡狀態(tài),思考,用彈簧秤測(cè)物體的重力時(shí)，突然向上加速，彈簧秤的示數(shù)如何變化？,,分析,物體的受力情況,物體向上加速時(shí)：,根據(jù)牛頓第二定律：,F－G＝ma,F ＝ ma＋ G ＞ G,物體所受的拉力F與物體對(duì)彈簧秤的拉力F′（彈簧秤的示數(shù)）大于物體的重力。,超重和失重,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 大于物體所受到的重力的情況稱為超重現(xiàn)象。,1、超重,例1、一個(gè)質(zhì)量為70Kg的人乘電

5、梯下樓。快到此人要去的樓層時(shí)，電梯以3m/s2的加速度勻減速下降，求這時(shí)他對(duì)電梯地板的壓力。（g=10m/s2）,F－mg＝ma,解：人向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上。根據(jù)牛頓第二定律得：,F ＝910N,根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)地板的壓力大小也等于910N，方向豎直向下。,超重對(duì)宇航員的影響,宇航員在飛船起飛和返回地面時(shí)，處于超重狀態(tài)，特別是在升空時(shí)，超重可達(dá)重力的9倍，超重使人不適，起初會(huì)感到頭暈、嘔吐，超重達(dá)到3倍重力時(shí)既感到

6、呼吸困難；超重達(dá)到4倍重力時(shí)，頸骨已不能支持頭顱，有折斷的危險(xiǎn)。所以升空時(shí)宇航員必須采取橫臥姿勢(shì)，以增強(qiáng)對(duì)超重的耐受能力。,宇航員的平躺姿勢(shì),思考與討論：,物體向上減速時(shí)：,根據(jù)牛頓第二定律：,G － F ＝ma,F ＝ G － ma ＜ G,物體所受的拉力F與物體對(duì)彈簧秤的壓力F′（彈簧秤的示數(shù)）小于物體的重力,用彈簧秤勻速拉物體時(shí)，突然向上減速運(yùn)動(dòng)，彈簧秤的示數(shù)如何變化？,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 小于物體所受到的重

7、力的情況稱為失重現(xiàn)象。,2、失重,例2、在升降機(jī)中測(cè)人的體重，已知人的質(zhì)量為40kg①若升降機(jī)以2.5m/s2的加速度勻加速下降，臺(tái)秤的示數(shù)是多少？②若升降機(jī)自由下落，臺(tái)秤的示數(shù)又是多少？,解：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－ F ＝ma F＝ mg － ma,根據(jù)牛頓第三定律可知:臺(tái)秤的示數(shù)分別為300N和0N。,①當(dāng)a1=2.5m/s2,F1=300N,②當(dāng)自由下落時(shí)，a2=g,F2=0N,物體對(duì)

8、支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 等于0的情況稱為完全失重現(xiàn)象。,3、完全失重,例2：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？,甲,乙,丙,丁,N<G 失重,N>G 超重,N<G 失重,N>G 超重,總結(jié)： 1）物體具有豎直向上的加速度，即處于超重狀態(tài)； 2）物體具有豎直向下的加速度，即處于失重狀態(tài)； 3）與運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān)。,（四）超

9、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、視重是體重計(jì)的示數(shù)，指支持物對(duì)物體的支持力（或懸掛物對(duì)物體的拉力），是可以改變的。,3、物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。,規(guī)律：,,a豎直向上 視重 > 重力 超重狀態(tài),a豎直向下 視重 < 重力 失重狀態(tài),超重或是失重由a決定，與v方向無(wú)關(guān),太空中的失重環(huán)境,人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船

10、、航天飛機(jī)等航天器進(jìn)入軌道后，其中的人和物都將處于完全失重狀態(tài)。 物體將飄在空中；液滴成絕對(duì)的球形，宇航員站著睡覺和躺著睡覺沒有差別；食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，進(jìn)入宇航員的眼睛、鼻孔……,空間站中的宇航員,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,,利用完全失重條件的科學(xué)研究,液體呈絕對(duì)球形,制造理想

11、的滾珠,制造泡沫金屬,練1.下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是( ),A.用彈簧秤測(cè)物體的重力B.用天平測(cè)物體的質(zhì)量C.用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng),ABD,練習(xí)2、一個(gè)木塊漂浮在桌面的一杯水中，現(xiàn)假設(shè)撤去桌面，木塊和杯子一起自由向下運(yùn)動(dòng)，問(wèn)木塊受到的浮力有無(wú)變化？,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(jì)空氣阻力，在A和B上升的過(guò)程中，A和