物理：5.4《超重与失重》课件（2）（沪科版必修1）

课件15张PPT。超重与失重G 弹簧秤下挂一重物G保持静止时，观察到弹簧秤示数 F’=G 如果弹簧秤和物体一起加速上升呢？ 观察到弹簧秤示数大于物体的重力，即：F’>G思考：1、物体加速上升时，好象物体的重力变大了，物体的重力真的变大了吗？2、测量物体的重力需要注意什么呢？ 杯子里装满水，静止在水平桌面上，当塞子拔出时，将观察到什么现象？ 如果让杯子自由下落，观察到什么现象？（水喷射而出）（杯子下落过程中，水并不从小孔喷出）思考：1、水喷出来的原因是什么？ 2、水不喷出是因为水失去重力了吗？（一）超重现象 以一个站在升降机里的测力计上的人为例分析：设人的质量为m，升降机以加速度a加速上升。分析：对人受力分析如图由牛顿第二定律得F合 = N — G = m a故：N = G + m a人受到的支持力N大于人受到的重力G总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。（二）失重现象 以站在升降机里的测力计上的人为例分析，设人的质量为50Kg，升降机以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2)分析：对人受力分析如图由牛顿第二定律得F合 = G — N = m a故：N=G — F合 = m g — m a = 400N < 500N人受到的支持力N小于人受到的重力G总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。（三）完全失重 当升降机以加速度 a = g 竖直加速下降时，N = G — m g = 0,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这就是“完全失重”现象。例1：试分析前面引入实验中，当杯子自由下落时，为什么杯中的水不喷出？解：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。例2：下面所示的情况中，对物体m来说，哪几种发生超重现象？哪几种发生失重现象？甲乙丙丁NG 超重NG 超重 总结：物体具有竖直向上的加速度，即处于超重状态；物体具有竖直向下的加速度，即处于失重状态。与运动的方向无关。（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：视重 > 重力 a竖直向上 超重状态视重 < 重力 a竖直向下 失重状态超重还是失重由a决定，与v方向无关（五）超重和失重现象的应用 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球近似做匀速圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。航天飞机中的人和物都处于 状态。完全失重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巩固练习：练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最多能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)分析：对同一个人来说，他能提供的最大举力是一定的，因此，它在电梯里对物体的支持力也为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。得： F合 = N — G =300 — 250 = 50(N) 由题意：m = 25Kg故：a = F合/m=2m/s2方向：竖直向上练习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？思维启示：
1、浮力产生的原因是什么？
2、木块和水处于什么样的状态？ 3、水对容器底部有压力吗？水内 部有无压力？解：浮力产生的原因是物体在液体中上下表面存在压力差，当水和杯子一起自由下落时，a = g，水处于完全失重状态，水的重力用来产生重力加速度，故水对杯底无压力，水内部也无压力，不产生浮力，所以木块的浮力消失。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、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G
C 大于G
D 小于G思维点拨：人下蹲是怎样的一个过程？人下蹲过程分析：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思考：如果人下蹲后又突然站起，情况又会怎样？练习4、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）定性分析环在上升和下降过程中，A对地面的压力与整体的重力相比较谁大？
（2）分别计算在整个过程中，水平面对底座的支持力多大？（设摩擦力不变）解：（1）环不论上升还是下降，环都有向下的加速度，故整体上有失重的现象，所以A对地面的压力小于整体的重力。（2）上升过程分别对环受力分析如图，得F合 = mg + f = ma (1)对底座受力分析如图，得N + f ’ = Mg (2) 由牛顿第三定律得：f = f ’ (3)综合上三式可得：f = m( a — g )
N = (M+m)g — ma下降过程同理可求得（自己课后完成解答）