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高中物理(必修1)第四章第7节用牛顿运动定律解决问题(二)
超重失重
电梯中的超重失重全过程.mp4
示数表示压力的大小
示数表示拉力的大小
视重
物体实际的
重量称为实重
人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时,人对地板的压力是多大?
设地板对人的支持力为F
F-
mg=ma
解得
F=mg+ma
根据牛顿第三定律,人对地板的压力大小为F
′=F=mg+ma
自主探究
人的质量为m,当电梯以加速度a加速下降时,人对地板的压力F′是多大?
F
′=mg-ma
自主探究
为什么示数会变化?是物体的重量发生了改变吗?
示数变大,说明台秤受到的压力或弹簧秤受到的拉力增大。
示数变小,说明台秤受到的压力或弹簧秤受到的拉力减小。
示数表示压力的大小
示数表示拉力的大小
视重
物体实际的
重量称为实重
一、超重失重现象
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现象称为超重现象。
1、超重
2、失重
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。
二、超重失重的产生条件
弹簧测力计下端悬挂一个质量为1kg的物体,分析下列情况中测力计的示数为多少?(g=10m/s2)
(1)以2m/s2的加速度匀加速上升
(2)以2m/s2的加速度匀减速上升
(3)以2m/s2的加速度匀加速下降
(4)以2m/s2的加速度匀减速下降
自主探究
电梯中的超重失重全过程.mp4
填以下表格,探讨、总结
:
什么时候出现超(失)重现象?
即超(失)重现象的条件是什么?
电梯的运动
V方向
a方向
拉力(压力)与重力关系
超(失)重的判断
上升
启动:加速上升
匀速上升
制动:减速上升
下降
启动:加速下降
匀速下降
制动:减速下降
超重:具有向上的a
失重:具有向下的a
电梯的运动
V方向
a方向
拉力(压力)与重力关系
超(失)重的判断
上升
启动:加速上升
匀速上升
制动:减速上升
下降
启动:加速下降
匀速下降
制动:减速下降
例题:一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0s到6s内体重计示数F的变化如图所示.试问:在这段时间内(1)各时间段电梯上升的加速度与速度情况
(2)上升高度是多少?(g=10m/s2)
a1=1m/s2
v1
=
2m/s
h1=2m
h2=6m
a3=2m/s2
h3=1m
h=9m
体重计上的超重失重.mp4
三、完全失重现象
当加速度方向竖直向下且大小等于重力加速度g时,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力等于零,称为完全失重。
mg-F=ma
且a=g
解得
F=0
弹簧测力计下端悬挂一个质量为m的物体,分析物体向下的加速度a=g时,测力计的示数为多少?
在一个塑料瓶的侧面靠近底部开个小孔,在瓶内灌水之后发现有水不断从小孔中流出。现让瓶子作自由落体运动,观察其在下落过程中,小孔中有没有水流出?
想一想:
产生这种现象的原因是什么?
当瓶子自由下落时,瓶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。
小实验