超重和失重课件新人教版.ppt
第四章 力与运动,超重和失重,太空中的超重与失重,电梯中的超重与失重,你对超重和失重是如何理解的?超重是不是物体的重力增加了?失重是不是物体的重力减小了?谈谈你的看法?,仔细观察电梯里的超重和失重视频,看那些过程中出现了超重和失重现象?,用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态?,物体处于静止,弹簧秤的示数是哪个力的示数?,物体拉弹簧的力的示数,原理:根据平衡条件和牛顿第三定律知道:弹簧秤的示数等于物体重力的大小。,平衡状态,思考,用弹簧秤测物体的重力时,突然向上加速,弹簧秤的示数如何变化?,分析,物体的受力情况,物体向上加速时:,根据牛顿第二定律:,FGma,F ma G G,物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F(弹簧秤的示数)大于物体的重力。,超重和失重,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。,1、超重,例1、一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时,电梯以3m/s2的加速度匀减速下降,求这时他对电梯地板的压力。(g=10m/s2),Fmgma,解:人向下做匀减速直线运动,加速度方向向上。根据牛顿第二定律得:,F 910N,根据牛顿第三定律,人对地板的压力大小也等于910N,方向竖直向下。,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,思考与讨论:,物体向上减速时:,根据牛顿第二定律:,G F ma,F G ma G,物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F(弹簧秤的示数)小于物体的重力,用弹簧秤匀速拉物体时,突然向上减速运动,弹簧秤的示数如何变化?,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。,2、失重,例2、在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降,台秤的示数是多少?若升降机自由下落,台秤的示数又是多少?,解:当升降机匀加速下降时,根据牛顿第二定律可知:mg F ma F mg ma,根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。,当a1=2.5m/s2,F1=300N,当自由下落时,a2=g,F2=0,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的情况称为完全失重现象。,3、完全失重,(四)超重、失重、视重和重力的区别,1、超重和失重是一种物理现象。,2、视重是体重计的示数,指支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力),是可以改变的。,3、物体的重力与运动状态无关,不论物体处于超重还是失重状态,重力不变。,规律:,a竖直向上 视重 重力 超重状态,a竖直向下 视重 重力 失重状态,超重或是失重由a决定,与v方向无关,太空中的失重环境,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都将处于完全失重状态。物体将飘在空中;液滴成绝对的球形,宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别;食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔,空间站中的宇航员,在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用!,弹簧测力计无法测量物体的重力,但仍能测量拉力或压力的大小。,无法用天平测量物体的质量,利用完全失重条件的科学研究,液体呈绝对球形,制造理想的滚珠,制造泡沫金属,练1.下列四个实验中,不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是(),A.用弹簧秤测物体的重力B.用天平测物体的质量C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强,ABD,练习2、一个木块漂浮在桌面的一杯水中,现假设撤去桌面,木块和杯子一起自由向下运动,问木块受到的浮力有无变化?,拓展:如图,球B放在容器A内,且B略小于A,将它们以一定的速度向上抛出,不计空气阻力,在A和B上升的过程中,A和B间作用力情况?,练习3、如图所示,底座A上装有一根足够长的直立长杆,其总质量为M,杆上套有质量为m的圆环B,它与杆有摩擦,当圆环以初速度V0向上飞起时,圆环的加速度为a,底座不动。(1)定性分析环在上升过程中,A对地面的压力与整体的重力相比较谁大?(2)计算在整个过程中,水平面对底座的支持力多大?(设摩擦力不变),本节小结,1、超重,2、失重,3、完全失重,