高中物理6.4《超重与失重》课件28(鲁科必修1)
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欢迎进入物理课堂 超重和失重 超重和失重 作为中国首位进入太空的宇航员杨利伟 不仅要有丰富的知识 还要有过硬的身体 能够承受超重和失重的影响 那么什么是超重和失重呢 一 超重现象 我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢 通常情况下 我们要保持物体静止 再来读取弹簧秤的读数 如果物体和弹簧秤一起运动 那么弹簧秤读数会有什么样的变化 如果物体和弹簧秤一起做匀速直线运动 那么弹簧秤的读数仍然等于物体的重力 但如果物体和弹簧秤一起做变速直线运动 情况就有所不同了 请大家来做一个小实验 把钩码钩在弹簧秤下 保持静止状态 观察弹簧秤读数 轻轻上下晃动弹簧秤 再观察弹簧秤的读数有何变化 在电梯里面测量 又如何变化 一 超重现象 例1 在升降机 电梯 中测人的体重 已知人质量为40kg 当升降机以2 5m s2的加速度匀加速上升 测力计的示数是多少 g取10m s2 分析 测力计的示数大小等于人对测力计的压力大小 一 超重现象 例1 在升降机 电梯 中测人的体重 已知人质量为40kg 当升降机以2 5m s2的加速度匀加速上升 测力计的示数是多少 g取10m s2 解 人的重力G mg 400N 当升降机匀加速上升时 根据牛顿第二定律可知N mg ma N mg ma 500N 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500N 一 超重现象 例1 在升降机 电梯 中测人的体重 已知人质量为40kg 当升降机以2 5m s2的加速度匀加速上升 测力计的示数是多少 g取10m s2 小结 电梯加速上升时 人对测力计的压力比人受到的重力大 我们把这种现象叫做超重 超重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 大于物体所受的重力的情况称为超重现象 二 失重现象 例2 在上题中 如果升降机以2 5m s2的加速度匀加速下降时 测力计的示数又是多少 g取10m s2 二 失重现象 例2 在上题中 如果升降机以2 5m s2的加速度匀加速下降时 测力计的示数又是多少 g取10m s2 解 人的重力G mg 400N 当升降机匀加速下降时 根据牛顿第二定律可知mg N ma N mg ma 300N 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300N 二 失重现象 例2 在上题中 如果升降机以2 5m s2的加速度匀加速下降时 测力计的示数又是多少 g取10m s2 小结 电梯加速下降时 人对测力计的压力比人受到的重力小 我们把这种现象叫做失重 失重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 小于物体所受的重力的情况称为失重现象 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 前例中 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 测力计的示数又是多少 g取10m s2 解 人的重力G mg 400N 当升降机自由落体时 a g 根据牛顿第二定律可知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0N 小结 此时测力计示数为0 好象人完全没有受到的重力一样 这种状态下 人对测力计的压力为0 我们把这种现象叫做完全失重 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 前例中 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 测力计的示数又是多少 g取10m s2 小结 此时测力计示数为0 好象人完全没有受到的重力一样 这种状态下 人对测力计的压力为0 我们把这种现象叫做完全失重 完全失重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 为零 这种情况是失重现象中的极限 称为完全失重 例4 前例中 如果升降机以2 5m s2的加速度减速上升 测力计的示数又是多少 g取10m s2 对超重和失重的进一步认识 解 人的重力G mg 400N 对超重和失重的进一步认识 当升降机匀减速上升时 根据牛顿第二定律可知mg N ma N mg ma 300N 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300N 例4 前例中 如果升降机以2 5m s2的加速度减速上升 测力计的示数又是多少 g取10m s2 总结 a 当物体有向上的加速度时 加速上升或减速下降 产生超重现象 b 当物体有向下的加速度时 加速下降或减速上升 产生失重现象 当a g时 完全失重 对超重和失重的进一步认识 例4 前例中 如果升降机以2 5m s2的加速度减速上升 测力计的示数又是多少 g取10m s2 超重 失重与物体所受重力的区别 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 只不过物体对水平支持物的压力 悬挂物的拉力 大于 小于 物体的重力 太空行走 现实生活中的超 失 重现象 蹦极 关心航天科学 一个质量为70Kg的宇航员 如果在某一段时间内与火箭 航天飞机一道以a g的加速度竖直升空 那麽宇航员所承受的竖直方向的压力有多大 g 10N kg 分析 宇航员受重力G 压力N而竖直向上加速运动 由牛顿第二定律 N G ma N ma G m a g 2mg 1400N 所受地球的引力只改变速度的方向 不改变速度的大小 航天飞机中的人和物 人造地球卫星 宇宙飞船 航天飞机绕地球做圆周运动 向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小 在宇宙飞船中 在宇宙飞船中 怎么睡觉都舒服 某人在地面上最多只能举起60kg的物体 那么他在一以2 5m s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体 g取10m s2 解 因为人的最大举力恒定 本题中 此人的最大举力为600N 即他在电梯中所能提供给物体的最大支持力为600N 以物体为研究对象 根据牛顿第二定律可知 G N ma 即mg ma N m N g a 80kg 与奥运会举重冠军的挺举记录200kg来说 我们同学的挺举成绩50kg是微不足道的 但学习了本节的知识后 你能不能设计一个有效的方案 使我们同学也能平冠军的记录呢 g取10m s2 解 因为人的最大举力恒定 所以只要站在加速下降或减速上升的电梯中 人提供给杠铃的最大支持力N仍为500N 但就可以举起处于失重状态的质量m为200kg的杠铃 以杠铃为研究对象 根据牛顿第二定律可知 G N ma 即a G N m a G N m 7 5m s2 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全- 配套讲稿:
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