超重和失重.ppt

4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） 超重和失重 解析： 一、超重 解析： 二、失重 三、完全失重 * * * * * * * * * * * 共点力的平衡条件 1.平衡状态： 静止 匀速直线运动 2.平衡条件: 合外力为0 通常怎样使用测力计测量物体重力？ 通常情况下，我们要保持物体静止，再来读取测力计的读数。 如果物体和测力计一起运动，那么测力计读数会有什么样的变化？ 如果物体和测力计一起做匀速直线运动，那么测力计的读数仍然等于物体的重力，但如果物体和测力计一起做变速直线运动，情况又怎么样呢？ 例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人的质量为m=40kg，当升降机以加速度a匀加速上升，台秤的示数如何变化？（g取10 m/s2) F =N G N 以人为研究对象，受到竖直向下的重力G 和 竖直向上的支持力F。 以加速度 a加速上升时，根据牛顿第二定律有 F-G=ma 故 F=m(g+a) 由牛顿第三定律可知： 压力N=m(g+a) 结论：NG 1.定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体重力的现象叫超重现象 视重：弹簧测力计或台秤的示数，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。 超重现象：视重﹥实重 例2、在上题中，如果升降机以加速度a 匀加速下降时，台秤的示数又如何变化？ F =N G N 以人为研究对象，受到竖直向下的重力G 和竖直向上的支持力F。 以加速度 a加速下降时，根据牛顿第二定律有 G-F=ma 故 F=m(g-a) 由牛顿第三定律可知： 压力N=m(g-a) 结论：N﹤G 1.定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力的现象叫失重现象 失重现象：视重﹤实重 1.若升降机以加速度a减速下降，台秤的示数如何变化？ 2.若升降机以加速度a减速上升，台秤的示数又如何变化？ 运动类型： ｛ 超重 加速上升 减速下降 失重 ｛ 加速下降 减速上升 m v a N m v a G N G m a v N m v a G N 结论： 1）物体具有向上的加速度，即处于超重状态； 2）物体具有向下的加速度，即处于失重状态； 3）与运动的方向无关。 在失重现象中，如果物体的加速度恰好为g时，情况又会怎样呢？ 例3.如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然断裂，升降机自由下落，台秤的示数又是多少？ G v g 解析： 当升降机自由落体时，a=g，根据牛顿第二定律得 mg-N=ma N=mg-ma=mg-mg=0N 根据牛顿第三定律可知，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0牛。 G v g 1.定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象 视重=0 特征：a=g 思考：释放瓶子，下落过程中为何没有水喷出？若沿竖直向上、斜向上、斜向下、水平方向抛出瓶子，水是否会喷出？ 解析：释放瓶子，瓶子与水一起下落，只受重力作用，a=g，处于完全失重的状态。 沿竖直向上、斜向上、斜向下、水平方向抛出瓶子，运动过程中忽略空气阻力，瓶子与水都只受重力作用， a=g，也处于完全失重的状态，故没有水喷出。 物体处于超重（失重）状态时，地球作用于物体的重力始终存在，且大小不变，只不过物体对支持物的压力（悬挂物的拉力）大于（小于）物体的重力。 注意： 超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。 宇航员的 平躺姿势 *