5. 牛顿运动定律的应用课件 21张PPT

5 牛顿运动定律的应用
1.飞船中的宇航员怎么会飘起来？
2.地面上会不会出现这种现象？
C
视重：物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力
G
F1
实重：物体实际的重力
把物体挂在弹簧测力计下，用手带动弹簧秤和物体
一起：
1.静止
2.向上匀速运动
3.向下匀速运动
4.向上加速运动
5.向下加速运动
观察弹簧测力计的示数如何变化？
——拉力大于重力(视重大于实重)
——拉力小于重力(视重小于实重)
——根据二力平衡拉力等于重力
【探究与思考】
N/
二、超重现象
以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：
设人的质量为m，升降机以加速度a加速上升。
v
a
G
分析：对人和升降机受力分析如图
F合 = N - G
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
再由牛顿第三定律得：压力N′大于重力G。
N
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。
视重>实重
N′
三、失重现象
以站在升降机里的体重计上的人为例分析，设人
的质量为50kg，升降机以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2)
v
a
分析：对人和升降机受力分析如图
F合 = G-N
由牛顿第二定律得F合=G-N=ma
故：N=mg-ma=400N < 500N
人受到的支持力N小于人受到的重力G
再由牛顿第三定律得：压力N′小于重力G。
G
N
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。
视重<实重
什么情况下物体发生超重现象？
什么情况下物体发生失重现象？
思考：
类型
v方向
a方向
现象
加速上升
减速上升
加速下降
减速下降
向上
向上
向下
向下
向上
向下
向下
向上
超重
失重
超重
失重
观察与探讨
结论：
当加速度方向向上时，物体发生超重现象。
当加速度方向向下时，物体发生失重现象。
物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重状态还是失重状态，重力不变。(G=mg)
强调：
当物体处于失重状态，且a＝g 时会发生什么现象？
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象。
FN =m (g－a)=0
如：自由落体运动和竖直上抛运动
此时重力为零吗？
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都处于完全失重状态。
例一.某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起8０kg的物体。求：
(1)此电梯的加速度多大？
(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(取g=10 m/s2)
【解析】(1)不管在地面上，还是在变速运动的电梯
里，人的最大举力是一定的，这是该题的隐含条件。
设人的最大举力为Ｆ，由题意可得Ｆ=m1g=60 kg×
10 m/s2＝600Ｎ。选被举物体为研究对象，它受到重
力m2g和举力Ｆ的作用，在电梯以加速度a下降时，根
据牛顿第二定律有m2g－Ｆ＝m2a。
解得电梯的加速度为a=g－Ｆ/m2＝10m／s2-600/80 m/s2
＝2.5 m/s2。
(2)当电梯以加速度a上升时，设人在电梯中能举起
物体的最大质量为m3，根据牛顿第二定律有F－m3g=
m3a。
解得m3=F/(g+a)=600/(10+2.5) kg=48 kg
答案:(１)2.5 m/s2 (2)48 kg
超重和失重：
1、物体具有竖直向上的加速度时为超重状态。
2、物体具有竖直向下的加速度时为失重状态 。
3、超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关。
(A)1．升降机中站着一个人，在升降机减速上升过程中，以下说法正确的是( )
A．人对地板压力将增大。
B．地板对人的支持力将减小。
C．人所受的重力将会减小。
D．人所受的重力保持不变。
BD
(A)2．如右图，一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出。现使杯自由下落，则杯中的水( )
A.会比静止时射得更远些 B .会比静止时射得更近些
C .与静止时射得一样远 D．不会射出
D
(B)3．竖直向上射出的子弹，到达最高点后又竖直落下，如果子弹所受的空气阻力与子弹的速率大小成正比，则( )
A．子弹刚射出时的加速度值最大。
B．子弹在最高点时的加速度值最大。
C．子弹落地时的加速度值最小。
D．子弹在最高点时的加速度值最小。
AC
5米／秒2
(B)4．一个弹簧秤最多能挂上60千克的物体，在以5米／秒2加速下降的电梯里，则它最多能挂上_______千克物体。如果在电梯内弹簧秤最多能挂上40千克物体，此刻电梯
在作 运动，加速
值为 __________。(g取10米／秒2)
120
加速上升或者减速下降