超重和失重整体法与隔离法的综合应用课件.ppt

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1、4.7 超重和失重(2),演示实验：找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手指按住洞，在里面装上水。移开手指，水就从洞中射出来这是为什么?如果放开手，让罐子自由落下，在下落过程中，水会不会从洞中射出来?观察所发生的现象并分析。,1.现象：升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的人质量是50kg，人对升降机地板的压力是多大？如果照图那样，人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？,一、超重和失重现象,分析：人在升降机中受到两个力：重力G和地板的支持力F升降机地板对人的支持力和人对升降机地板的压力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出前

2、者就可以知道后者,人在G和F的合力作用下，以0.5m/s2的加速度竖直向上运动.取竖直向上为正方向,根据牛顿第二定律得F-G=ma由此可得 F=G+ma=m(g+a)代入数值得 F=515N,根据牛顿第三定律，人对地板的压力的大小也是515N，方向与地板对人的支持力的方向相反，即竖直向下测力计的示数表示的是测力计受到的压力，所以测力计的示数就是515N此读数大于物体的重力。,（1）支撑面的弹力或细线的弹力小于物体重力的现象超重现象,讨论：如果此升降机以0.5m/s2的加速度匀加速度下降，则示数又是多大？,分析：G-F=ma 得F=mg-ma=m(g-a)=465N,此读数小于物体重力。,失重现

3、象,（2）支撑面的弹力或细线的弹力小于物体重力的现象,2.超重与失重,（1）支撑面的弹力或细线的弹力小于物体重力的现象叫超重现象,（2）支撑面的弹力或细线的弹力小于物体重力的现象叫失重现象,特殊：支撑面的弹力或细线的弹力等于零的现象叫完全失重现象,1.视重与实重,视重：物体对支持面的压力或 对悬绳等拉力大小，叫 视重。,实重：物体本身的重力，叫真重。,二、进一步认识,对超重与失重现象的理解：本质：超重与失重仅仅是视重发生改变，而物体的实重(即重力)不发生变化。,2.几种常见的超重或失重现象及其产生条件,竖直方向的运动有：,FN=m(g+a),（1）匀速上升或下降a=0不出现超重或失重现象。,超

4、重现象,（3）减速下降,（2）加速上升,F合向上,a向上,FN=m(g-a),失重现象,（5）减速上升,（4）加速下降,F合向下,a向下,归纳：a、超重产生条件：物体加速度方向向上。b、失重产生条件：物体加速度方向向下。特殊：完全失重产生条件：a=g且方向向下。,注：超重现象或失重现象出现在竖直方向的运 动中。,1.物体对水平支持面的压力，或者，水平支持面对物体的支持力，是否总等于物体所受的重力?在什么条件下，压力或支持力等于物体所受的重力?,三、思考与讨论,物体对竖直悬绳的拉力，或者，竖直悬绳对物体的拉力，是否总等于物体所受的重力?在什么条件下，拉力等于重力？,2.某人举重时手臂的最大承受能

5、力为450N,那么他在以5m/s2的加速度加速上升的过程中，最多能举起多少千克的物体?(g=10m/s2),提示：最大承受能力即为视重大小，设最多能举m千克的物体，则由牛顿第二定律得：,3.讨论：如果地面上的物体处于完全失重状态，那么会有什么现象？,在完全失重状态下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，,无法用天平测量物体的质量,完全失重带来的弊端！,但仍能测量拉力或压力的大小.,在完全失重条件下的科学研究,制造理想的滚珠,制造泡沫金属,可以制造出几百米长的玻璃纤维,在完全失重条件下，融化了的金属的液滴，形状绝对呈球形，冷却后可以成为理想的滚珠而在地面上,用现代技术制

6、成的滚珠，并不绝对呈球形，这是造成轴承磨损的重要原因之一.,在太空的轨道上，可以制成一种新的泡沫材料泡沫金属在失重条件下，在液态的金属中通以气体，气泡将不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为泡沫金属，这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢，用它做机翼，又轻又结实.同样的道理，在失重条件下，混合物可以均匀地混合，由此可以制成地面上不能得到的特种合金,超重、失重你体验过吗？,乘电梯,跳水,蹦极,乘坐过山车,航天器中的超重、失重,练习1、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G，当此人突然下蹲时，磅秤的读数（）,A 先大于G，后小于G B 先小于G，后大于GC 大于GD 小于

7、G,B,巩固练习：,整体法与隔离法的综合应用,1.先整体后隔离,例1 如图所示,两个质量相同的物体A和B紧靠再一起,放在光滑的水平面上,如果他们分别受到水平推力F1和F2,而且F1 F2,则A施于B的作用力大小为(),A.F1 B.F2C.(F1+F2)/2 D.(F1-F2)/2,分析:物体A和B加速度相同,求它们之间的相互作用力,采取先整体后隔离的方法,先求出它们共同的加速度,然后再选取A或B为研究对象,求出它们之间的相互作用力.,解:选取A和B整体为研究对象,共同加速度a为:,再选取物体B为研究对象,受力分析如图所示,根据牛顿第二定律:FN-F2=ma.,处理连接体问题的方法:整体法与隔

8、离法.要么先整体后隔离,要么先隔离后整体.不管用什么方法解题,所利用的规律都是牛顿运动定律.,例2 如图所示,A物体的质量是 1 kg,放在光滑的水平桌面上,在下列两种情况下,物体A的加速度各是多少?,(1)用F=1N的力拉绳子;(2)在绳端挂一个质量为0.1kg的物体B(滑轮摩擦不计,绳子质量不计,g=10m/s2);,A,解:(1)对物体A,由牛顿第二定律得加速度:,(2)对A、B组成的系统,由牛顿第二定律得:,由于A、B组成系统的加速度,对A,由牛顿第二定律得绳的拉力:,可见,只有当mBmA时,可近似认为F=mBg.,(1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来,而应该把这两种方法结

9、合起来,从具体问题的实际情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离和整体法.,注 意,(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以使连接体中的某一部分物体,也可以使连接体中的某一个物体(包含两个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取,也应根据问题的实际情况,灵活处理.,1.如图所示,质量为为50kg的人站在30kg的木板上,通过定滑轮拉动木板与人一起向左以加速度a=1m/s2匀加速运动,木板与地面间的动摩擦因数为=0.2,则人所受摩擦力的大小为_N,方向为_(g=10m/s2),巩固提高,1.如图所示,质量为为50kg的人站在30kg的木板上,通过定滑轮拉动木板与人一起向左以加速度

10、a=1m/s2匀加速运动,木板与地面间的动摩擦因数为=0.2,则人所受摩擦力的大小为_N,方向为_(g=10m/s2),70,水平向右,巩固提高,2.n个质量都是m(kg)的立方体放在光滑的水平桌面上,若以大小为F的恒力推第一块立方体.试求:,(1)作用在每个立方体上的合力;(2)第3个立方体作用于第4个立方体上的力.,2.n个质量都是m(kg)的立方体放在光滑的水平桌面上,若以大小为F的恒力推第一块立方体.试求:,(1)作用在每个立方体上的合力;(2)第3个立方体作用于第4个立方体上的力.,3.如图所示,m1=m2=1kg,=37,固定斜面与m1之间的摩擦系数为0.25,m2离地0.8m,求系统由静止开始运动,当m2落地后,m1还能向上滑行多远?(g=10m/s2,sin37=0.6),0.1m,3.如图所示,m1=m2=1kg,=37,固定斜面与m1之间的摩擦系数为0.25,m2离地0.8m,求系统由静止开始运动,当m2落地后,m1还能向上滑行多远?(g=10m/s2,sin37=0.6),