(共24张PPT)
生活中不一样的刺激
第6节 牛顿运动定律应用——超重和失重
思考:1.弹簧测力计(台秤)称量物重的原理是什么?
运用了哪些牛顿运动定律?
2.当物体不处于平衡态时,
物重和测力计的示数会有变化吗?
静止时,
示数=物重
G
F
F`
学生实验:
观察1:让测力计加速上提,观察测力计示数开始
时的变化;
观察2:让测力计加速向下运动,观察测力计示数
开始时的变化;
思考:测力计示数变化的原因?
观察3:让测力计加速上提到静止的过程中,观察与思考测力计示数的变化;
观察4:让测力计加速向下运动到静止的过程中,观察与思考测力计示数的变化;
慢镜头观察测力计示数的变化
一、超重、失重现象
1.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力),也称为“视重”大于物体所受重力的现象,叫作超重现象。
2.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力),也称为“视重”小于物体所受重力的现象,叫作失重现象。
跟随电梯感受超重、失重现象,总结超、失重的条件
思考:发生超重、失重现象时,物体重力变化了吗?
引起超失重的本质原因是什么?
如图,人站在台秤上,随电梯一起运动,
①当电梯从1层升至5层的过程中,分析台秤示数将
如何变化?为什么?
②当电梯从5层降至1层
的过程中,分析台秤示数
将如何变化?为什么?
观察电梯运动过程中,台秤(测力计)示数的变化
电梯静止时的示数为重力G。
电梯运动情况描述 台秤示数F与G的大小关系 速度方向 加速度方向
由静止向上运动
向上匀速运动
由向上运动到静止
由静止向下运动
向下匀速运动
由向下运动到静止
F>G
向上
向上
F=G
向上
a=0
F向上
向下
向下
向下
FF=G
向下
向下
a=0
向上
F>G
观察电梯运动过程中,台秤(测力计)示数的变化,小结超、
失重的条件
一、超重、失重现象
3.超重、失重的发生关键是物体加速度的方向,与速度方向无关
物体具有竖直向上的加速度(或分量),则超重;
物体具有竖直向下的加速度(或分量),则失重;
实验:演示物体具有向下加速度分量的失重现象
例1:设某人的质量为60 kg,站在电梯内的水平地板上,
当电梯以0.25 m/s2的加速度匀加速上升时,求人对电梯的压力。
拓展:①若人对电梯的压力不变,电梯还可能做何运动?
②当电梯以0.25 m/s2的加速度匀减速上升时,求人对电梯的压力。
例2:实验:让一名学生站在压力传感器上完成下蹲动作。
请观察与思考计算机采集的压力随时间变化的图线是怎样的?
并分析原因。
课本P、110
人站在力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。
完全失重状态:
实验:
观察水瓶中水的完全
失重现象,并分析原因。
观察水的完全失重状态
思考:在太空中,还能利用弹簧测力计(台秤)来测量物重吗?
在太空中如何测量航天员的体重?
课本P、98 用动力学方法测质量
课本P、98 用动力学方法测质量
测量时,航天员把自己固定在支架的一端,另外一名航天员将支架拉开到指定的位置。松手后,支架拉着航天员从静止返回到舱壁(如图)。支架能够产生一个恒定的拉力F ;用光栅测速装置能够测量出支架复位的速度v和时间t,从而计算出加速度a。这样,就能够计算出航天员的质量m。
例. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg,其推进器的平均推力F为900 N,在飞船与空间
站对接后,推进器工作5 s内,测出飞船和空间站的速度变化是0.05 m/s,求空间站的质量。
选谁为研究对象?
课堂小结:
1.超重、失重现象:
视重大于实重,为超重;视重小于实重,为失重。
2.超重、失重产生条件:
关键看物体加速度的方向
物体具有竖直向上加速度,为超重;
物体具有竖直向上加速度,为失重;
当物体加速度为a=g,为完全失重状态。
超、失重的本质是牛顿运动定律的具体应用