超重与失重(上课用)(精品).ppt

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1、n知道什么是超重和失重。知道什么是超重和失重。n知道产生超重和失重的条件。知道产生超重和失重的条件。n知道超重和失重的实质。知道超重和失重的实质。利用牛顿运动定律计算有关超重利用牛顿运动定律计算有关超重和失重的问题。和失重的问题。例题：升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一例题：升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一个质量为个质量为20kg20kg的物体（如图示），当升降机：的物体（如图示），当升降机：a a以以4m/s4m/s的速度匀速上升时，台秤读数是多少的速度匀速上升时，台秤读数是多少N N？b b以以1m/s1m/s2 2的加速度加速上升时，台秤读数是多少的加速度加速上升时，台秤读

2、数是多少N N？解：取竖直向上为正方向解：取竖直向上为正方向(1)(1)由于升降机匀速上升由于升降机匀速上升 ,所以所以a=0,a=0,根据根据牛顿第二定律知牛顿第二定律知:N-mg=0 N-mg=0 所以所以 N=mg=200NN=mg=200N由牛顿第三定律知，由牛顿第三定律知，N=N=200NN=N=200NN NNNGb b以以1m/s1m/s2 2的加速度加速上升时，台秤读数是多的加速度加速上升时，台秤读数是多少少N N？解：解：(2)(2)由于升降机加速上升由于升降机加速上升 ,且且a=1m/sa=1m/s2 2,方向竖直向方向竖直向上上,根据牛顿第二定律知根据牛顿第二定律知:NN

3、aN Nmg N-mg=ma 所以所以 N=m(g+a)=220N由牛顿第三定律知，由牛顿第三定律知，N=N=220N一、超一、超 重重1 1、定义：、定义：物体对水平支持物的压力大于物体物体对水平支持物的压力大于物体所受重力的情况称为所受重力的情况称为超重超重现象。现象。2 2、实质：、实质：压力大于重力且压力大于重力且 N N=N=m(g+a)=N=m(g+a)3 3、条件、条件:物体具有竖直向上的加速度，即做加物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降的运动时，会发生超重现速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象。象。n物体对竖直悬绳的拉力物体对竖直悬绳的拉力amgmgF F F

4、FF=F=m(g+a)一、超一、超 重重1 1、定义：、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）大于物体所受重力的情况称直悬绳的拉力）大于物体所受重力的情况称为为超重超重现象。现象。2 2、实质：、实质：压力（或拉力）大于重力压力（或拉力）大于重力 且且 N N=N=m(g+a)=N=m(g+a)3 3、条件、条件:物体具有竖直向上的加速度，即做加物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降的运动时，会发生超重现速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象。象。n生活中的超重现象生活中的超重现象:加速上升加速上升减速下降减速下降a 竖直向上竖直向上电电梯

5、梯加速下降加速下降减速上升减速上升电电梯梯 a a 竖直向下竖直向下（电梯）（电梯）二、失二、失 重重1 1、定义：、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）小于物体所受重力的情况称直悬绳的拉力）小于物体所受重力的情况称为为失重失重现象。现象。2 2、实质：、实质：压力（或拉力）小于重力压力（或拉力）小于重力 且且 N N=N=m(g-a)=N=m(g-a)3 3、条件、条件:物体具有竖直向下的加速度，即做加物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升的运动时，会发生失重现速下降或减速上升的运动时，会发生失重现象。象。怎么睡觉都舒服怎么睡觉都舒服!在

6、在完完全全失失重重状状态态 当装有水的水当装有水的水杯壁上有一个孔杯壁上有一个孔时，在水压作用时，在水压作用下，水会从孔中下，水会从孔中流出来。流出来。如果让这个杯如果让这个杯子自由下落又是子自由下落又是什么情况呢？什么情况呢？这时我们发现，这时我们发现，虽然杯壁上有孔，虽然杯壁上有孔，但水却没有流出但水却没有流出来，这是为什么来，这是为什么呢？呢？利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造泡沫金属制造泡沫金属利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究 搭载宇宙飞船诱变育种后搭载宇宙飞船诱变育种后的蚕的蚕豆比普通蚕

7、豆的粒大豆比普通蚕豆的粒大利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究无法利用天平测质量无法利用天平测质量无法利用天平测质量无法利用天平测质量测力计无法测重力测力计无法测重力测力计无法测重力测力计无法测重力但其它的拉力或压力仍可测量但其它的拉力或压力仍可测量但其它的拉力或压力仍可测量但其它的拉力或压力仍可测量 总结：总结：由此可见，当物体处由此可见，当物体处于完全失重时，凡是和重力相于完全失重时，凡是和重力相关的现象都消失。关的现象都消失。失重时，重物对竖直悬线的拉力失重时，重物对竖直悬线的拉力N=m(g-a)；对支持面对支持面的压力的压力N=m(g-a)。就好像重力就好像重力“减小减

8、小”了（了（确切的说是重确切的说是重力加速度力加速度g g好像好像“减小减小”了了）。）。实际上物体的重力没有变。实际上物体的重力没有变。超重时，重物对竖直悬线的拉力超重时，重物对竖直悬线的拉力N=m(g+a)；对支持面对支持面的压力的压力N=m(g+a)。就好像重力就好像重力“增加增加”了（了（确切的说是重确切的说是重力加速度力加速度g g好像好像“增加增加”了了）。）。实际上物体的重力没有变。实际上物体的重力没有变。失重时，当失重时，当a=g，重物对竖直悬线的拉力重物对竖直悬线的拉力N=m(g-a)=0；对支持面的压力对支持面的压力N=m(g-a)=0。就好像重力完全就好像重力完全“消失消

9、失”了了（确切的说是重力加速度确切的说是重力加速度g g好像好像“消失消失”了了）。）。实际上物体实际上物体的重力并没有消失。的重力并没有消失。物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的关系：物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的关系：N NF FmgmgaF F mgNNa物体有向上的加速度即 a0F=F=m(g+a)N=N=m(g+a)超重失重F FmgmgNNmgF F 物体静止或匀速运动即 a=0F=F=mgN=N=mgN N物体有向下的加速度即 a0F=F=m(g-a)N=N=m(g-a)F FmgmgaF F mgNNaN N 1 1、一小孩站在升降机中，升降机的运动情

10、、一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如下时，判断超重、失重情况。况如下时，判断超重、失重情况。1、升降机加速上升、升降机加速上升2、升降机减速上升、升降机减速上升3、升降机加速下降、升降机加速下降4、升降机减速下降、升降机减速下降超重超重失重失重失重失重超重超重2 2、一质量为、一质量为40kg40kg的小孩站在升降机中的体重计上。的小孩站在升降机中的体重计上。（1 1）当升降机以）当升降机以0.5m/s0.5m/s2 2加速上升时，体重计的读数为功加速上升时，体重计的读数为功()N()N。（2 2）当升降机以当升降机以0.5m/s0.5m/s2 2的的加速下降时，体重计的读数为加速下降时，

11、体重计的读数为()N()N。4203803 3、一个人站在体重计上，读出体重为、一个人站在体重计上，读出体重为、一个人站在体重计上，读出体重为、一个人站在体重计上，读出体重为500N500N。在他忽然蹲在他忽然蹲在他忽然蹲在他忽然蹲下的过程中，体重计上读出的体重有无变化？为什么？下的过程中，体重计上读出的体重有无变化？为什么？下的过程中，体重计上读出的体重有无变化？为什么？下的过程中，体重计上读出的体重有无变化？为什么？你的结论是什么？你的结论是什么？开始下蹲时开始下蹲时加速度：加速度：竖直竖直向下向下失重失重将要完全蹲下时将要完全蹲下时加速度：加速度：竖直竖直向上向上超重超重读数变小读数变小

12、读数变大读数变大接上题：接上题：如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重又有什么变化？又有什么变化？又有什么变化？又有什么变化？开始站起时开始站起时加速度：加速度：竖直竖直向上向上超重超重将要完全站起时将要完全站起时加速度：加速度：竖直竖直向下向下失重失重读数变大读数变大读数变小读数变小4 4作为中国首位进入太空的作为中国首位进入太空的宇航员杨利伟，不仅要有丰富宇航员杨利伟，不仅要有丰富的知识，还要有过硬的身体，的知识，还要有过硬的身体，能够承受超重和

13、失重的影响，能够承受超重和失重的影响，那么分析飞船在起飞阶段和返那么分析飞船在起飞阶段和返回大气层后下落阶段宇航员杨回大气层后下落阶段宇航员杨利伟是处于超重状态还是失重利伟是处于超重状态还是失重状态？状态？练习题练习题:在升降机（电梯）中测人的体重，已知在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为人质量为40kg40kg，如果升降机以如果升降机以2.5 2.5 m/s2的加速度的加速度匀减速上升，测力计的示数是多少？匀减速上升，测力计的示数是多少？（g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400N,GNva当升降机匀减速上升时，根据牛顿第二定律可知mg-N=maN=mg-ma=300N，根据牛

14、顿第三定律可知，测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，测力计的示数为300N。前题中，如果升降机以前题中，如果升降机以2.5m/s2.5m/s2的加速度匀减的加速度匀减速上升，测力计的示数又是多少？速上升，测力计的示数又是多少？（g取10 m/s2)总结：总结：a a、当物体有竖直向上的加速度时（加速当物体有竖直向上的加速度时（加速 上升或减速下降），产生超重现象。上升或减速下降），产生超重现象。b b、当物体有竖直向下的加速度时（加速当物体有竖直向下的加速度时（加速 下降或减速上升），产生失重现象。下降或减速上升），产生失重现象。当当a=ga=g时，产生完全失重现象。时，产生完全失重现象。前题中，如果升降机以前题中，如果升降机以2.5m/s2.5m/s2的加速度匀的加速度匀减速上升，测力计的示数又是多少？减速上升，测力计的示数又是多少？（g取10 m/s2)