超重与失重--ppt幻灯片

超 重 和 失 重,重力怎样测量？,例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。,证明：,由力的平衡条件,F=G,以物体为研究对象,受力如右图,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数就是重力的大小。,G=N,N=N,G=N,例2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。求弹簧秤和台秤的读数。,证明：,由牛顿第二定律,F-mg=ma,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数为m(g+a) 。,以物体为研究对象,受力如右图,F=m(g+a),N-mg=ma,N=N,N=m(g+a),N=m(g+a),例3、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向下加速运动。求弹簧秤和台秤的读数大小。,证明：,由牛顿第二定律,mg-F=ma,弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F的大小,由牛顿第三定律,F=F,弹簧的读数为m(g-a) 。,以物体为研究对象,受力如右图,F=m(g-a),mg-N=ma,N=N,N=m(g-a),N=m(g-a),物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的重力关系：,例4、一质量为40kg的小孩站在升降机中的体重计上。（1）当升降机以0.5m/s2加速上升时，体重计的读数为( )N。(2)当升降机以0. 5m/s2的加速度加速下降时，体重计的读数为( )N,420,380,超失重的理解：,力与（ ）直接相关联。（加速度、速度）,重力的方向竖直向下，要发生超失重现象，竖直方向必须要有加速度。,加速度,1、只要加速度竖直向上，超重。（与速度的方向没关系）,2、只要加速度竖直向下，失重。（与速度的方向没关系）,例5、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。,1、升降机加速上升,2、升降机减速上升,3、升降机加速下降,4、升降机减速下降,超重,失重,失重,超重,例6、一个人站在磅秤上，读出体重为500N。在他忽然蹲下的过程中，磅秤上读出的体重有无变化？为什么？,你的结论是什么？,开始下蹲时,加速度：,竖直向下,失重,将要蹲下时,加速度：,竖直向上,超重,读数变小,读数变大,接上题：,如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重又有什么变化？,开始站起时,加速度：,竖直向上,超重,将要站起时,加速度：,竖直向下,失重,读数变大,读数变小,超失重的理解：,失重时，重物对竖直悬线的拉力T=m(g-a)；对支持面的压力N=m(g-a)。就好像重力“减小”了（确切的说是重力加速度g好像“减小”了）。实际上物体的重力没有变。,超重时，重物对竖直悬线的拉力T=m(g+a)；对支持面的压力N=m(g+a)。就好像重力“增加”了（确切的说是重力加速度g好像“增加”了）。实际上物体的重力没有变。,失重时，当a=g，重物对竖直悬线的拉力T=m(g-a)=0；对支持面的压力N=m(g-a)=0。就好像重力完全“消失”了（确切的说是重力加速度g好像“消失”了）。实际上物体的重力并没有消失。,取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。,想想看，为什么？,当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。,这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。, 让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？,当杯自由下落时，容器、水和木块都处于完全失重状态，由于重力引起的浮力消失，所以物体仅受重力。,重力的作用效果使物体产生加速度，即： G = m g,浮力怎么变化？,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？,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 = ma+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。,无法利用天平测质量,测力计无法测重力 但其它的拉力或压力仍可测量,练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)（设同一个人能提供的最大举力一定）,分析：同一个人能提供的最大举力是一定的，因此在电梯里他对物体的支持力为300N,对物体受力分析可求出F合，从而求出加速度。,解：设物体的质量为m，对其受力分析如图:,练习2、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为G，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（ ） A、先大于G，后小于G B、先小于G，后大于G C、大于G D、小于G,过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。,B,人在站起过程，情况又是怎样 ？,思考,练习3、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是: ( ) A、加速上升 B、减速上升 C、加速下降 D、减速下降,BC,分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速或向下加速,【练习4】如图所示，有一个装有水的容器放在弹簧台秤上，容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止，当细线突然断开，小球上升的过程中，弹簧秤的示数与小球静止时相比较有（ ） A.增大； B.不变； C.减小； D.无法确定,解析：当细线断后小球加速上升时处于超重状态，而此时将有等体积的“水球”加速下降处于失重状态；而等体积的木球质量小于“水球”质量，故总体体现为失重状态，弹簧秤的示数变小,C,练5】将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上作匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N。 (g取10m/s2） （1)若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况； (2）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？,解析:当向上匀减速运动时，加速度方向向下，设上顶板的压力传感器的示数为N1，弹簧弹力为F,由牛顿第二定律有N1mg一Fma,弹簧弹力F等于下底板的压力传感器的示数N2： FN2=10N代入可解得m=05kg。,（1)依题意，N1=5 N,弹簧长度没有改变，F10N代入解得a=0，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。,(2)当整个箱体的加速度方向向上时有 F一N1一mg=ma，求出N1减至零的加速度：,=10 m/s2,上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做加速度不小于10 m/s2的向上加速或向下减速运动。,如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面。现将一个重4N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4N物体的存在而增加的读数是多少？,3N,1、超重和失重是一种物理现象。,2、物体是超重还是失重是由的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。,规律, 向上 示重 重力 超重状态, 向下 示重 重力 失重状态,本节内容总结,再见,