高中物理 6.4 超重与失重课件20 鲁科必修1.ppt

第第4节节 超重和失重超重和失重 一一超重和失重现象超重和失重现象 当物体具有竖直向上的加速度时，由当物体具有竖直向上的加速度时，由牛顿第二定律牛顿第二定律a，vGNN 物体对水平支持物的压力物体对水平支持物的压力N（或对悬挂（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，这种现象物的拉力）大于物体的重力，这种现象叫做叫做超重超重现象现象 2021/8/11 星期三1当物体具有竖直向下的加速度时，由当物体具有竖直向下的加速度时，由牛顿第二定律牛顿第二定律a，vGNN 当物体具有竖直向下的加速度，且加速当物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度时，物体对水平支度大小等于重力加速度时，物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大小为持物的压力（或对悬挂物的拉力）大小为零，这种状态叫做零，这种状态叫做完全失重完全失重状态状态 物体对水平支持物的压力物体对水平支持物的压力N（或对悬挂（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力，这种现象物的拉力）小于物体的重力，这种现象叫做叫做失重失重现象现象 2021/8/11 星期三2二超重和失重的条件二超重和失重的条件 超重超重向上加速向上加速向下减速向下减速加速度向上加速度向上失重失重向上减速向上减速向下加速向下加速加速度向下加速度向下理解：理解：超重和失重是物体在竖直方向上具有加速度超重和失重是物体在竖直方向上具有加速度时，物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）时，物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不再等于重力，而非重力发生变化不再等于重力，而非重力发生变化 2021/8/11 星期三3例题例题1如图所示的弹簧秤上放一物体，如图所示的弹簧秤上放一物体，静止时弹簧秤的读数为静止时弹簧秤的读数为30N若保持秤若保持秤盘水平，使弹簧秤竖直向上抛出，不计盘水平，使弹簧秤竖直向上抛出，不计空气阻力，对于运动过程中弹簧秤的读空气阻力，对于运动过程中弹簧秤的读数，下列说法正确的是数，下列说法正确的是A弹簧秤的读数在上升阶段等于弹簧秤的读数在上升阶段等于60N，在最高点等，在最高点等于于30N，下降阶段读数为零，下降阶段读数为零B弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零，在弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零，在最高点等于最高点等于30NC弹簧秤的读数不为零，在上升阶段和下降阶段都弹簧秤的读数不为零，在上升阶段和下降阶段都小于小于30N，在最高点为零，在最高点为零D上升阶段、下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为上升阶段、下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为零零av2021/8/11 星期三4解：将物体和弹簧秤作为整体，不计空气阻力，抛出后整体只受重力作用，物体和解：将物体和弹簧秤作为整体，不计空气阻力，抛出后整体只受重力作用，物体和弹簧秤在上升、下降和最高点都具有竖直向下的重力加速度弹簧秤在上升、下降和最高点都具有竖直向下的重力加速度g g.而弹簧秤的读数是而弹簧秤的读数是物体对秤盘压力的大小，由牛顿第三定律，秤盘对物体的支持力与物体对秤盘压力物体对秤盘压力的大小，由牛顿第三定律，秤盘对物体的支持力与物体对秤盘压力的大小相等设秤盘对物体支持力的大小为的大小相等设秤盘对物体支持力的大小为N N，以物体为研究对象，由牛顿第二定，以物体为研究对象，由牛顿第二定律律A弹簧秤的读数在上升阶段等于弹簧秤的读数在上升阶段等于60N，在最高点等于，在最高点等于30N，下降阶段读数为零，下降阶段读数为零B弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零，在最高点等于弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零，在最高点等于30NC弹簧秤的读数不为零，在上升阶段和下降阶段都小于弹簧秤的读数不为零，在上升阶段和下降阶段都小于30N，在最高点为零，在最高点为零D上升阶段、下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为零上升阶段、下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为零答案答案D D 2021/8/11 星期三5例题例题2某举重运动员在地面上最多能举起某举重运动员在地面上最多能举起160kg的杠的杠铃。铃。（1）若该运动员在升降机中能举起）若该运动员在升降机中能举起200kg的杠铃，求的杠铃，求升降机加速度的大小和方向升降机加速度的大小和方向（2）若升降机以（）若升降机以（1）中等大的加速度减速下降，求）中等大的加速度减速下降，求该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量（该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量（g取取10m/s2）析：运动员对杠铃的最大支持力，在不同的运动状析：运动员对杠铃的最大支持力，在不同的运动状态下是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重状态，态下是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重状态，杠铃重力是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重杠铃重力是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重状态，杠铃重力和运动员支持力有什么关系？状态，杠铃重力和运动员支持力有什么关系？2021/8/11 星期三6解：（解：（1）举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最）举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最大支持力是相同的，设最大支持力为大支持力是相同的，设最大支持力为N，在地面上有，在地面上有 在升降机中，运动员举起的杠铃质量比在地面大，说在升降机中，运动员举起的杠铃质量比在地面大，说明杠铃处于失重状态，加速度方向竖直向下，故有明杠铃处于失重状态，加速度方向竖直向下，故有2021/8/11 星期三7（2 2）升降机减速下降，加速度方向竖直向上，杠铃）升降机减速下降，加速度方向竖直向上，杠铃处于超重状态，则处于超重状态，则 2021/8/11 星期三8ABCO例题例题3 如图所示，如图所示，A为电磁铁，为电磁铁，C为为胶木秤盘，胶木秤盘，A和和C(包括支架包括支架)的总质量的总质量为为M，B为铁片，质量为为铁片，质量为m。整个装置。整个装置用轻绳悬挂于用轻绳悬挂于O点当电磁铁通电，铁点当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为的大小为AF=mg BMgF(M+m)g解：铁片由静止被吸引上升，必为加速上升对解：铁片由静止被吸引上升，必为加速上升对A、B、C系统，当铁片系统，当铁片B加速上升时，系统整体的重心加速上升时，系统整体的重心加速上移，系统处于超重状态，故轻绳拉力加速上移，系统处于超重状态，故轻绳拉力F将大于将大于(M+m)g选项选项D正确正确 2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10