《用牛顿运动定律解决问题(二)》.ppt

用牛顿运动定律解决问题 二 用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态 物体处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的 物体拉弹簧的力的示数 根据平衡条件和牛顿第三定律知道 弹簧秤的示数等于物体重力的大小 思考 用弹簧秤测物体的重力时 突然向上加速 减速运动 弹簧秤的示数如何变化 分析 物体的受力情况 物体向上加速时 根据牛顿第二定律 F G ma F ma G ma mg m a g G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F 弹簧秤的示数 大于物体的重力 超重和失重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 大于物体所受到的重力的情况称为超重现象 1 超重 例1 一个质量为70Kg的人乘电梯下楼 快到此人要去的楼层时 电梯以3m s2的加速度匀减速下降 求这时他对电梯地板的压力 g 10m s2 F mg maF m g a 解 人向下做匀减速直线运动 加速度方向向上 根据牛顿第二定律得 F 910N 根据牛顿第三定律 人对地板的压力大小也等于910N 方向竖直向下 超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时 处于超重状态 特别是在升空时 超重可达重力的9倍 超重使人不适 起初会感到头晕 呕吐 超重达到3倍重力时既感到呼吸困难 超重达到4倍重力时 颈骨已不能支持头颅 有折断的危险 所以升空时宇航员必须采取横卧姿势 以增强对超重的耐受能力 宇航员的平躺姿势 条件 实验和例题可以看出产生超重现象的条件 物体存在向上的加速度 两种情况 加速上升减速下降 思考 物体向上减速时 根据牛顿第二定律 G F ma F G ma G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F 弹簧秤的示数 小于物体的重力 用弹簧秤匀速拉物体时 突然向上减速运动 弹簧秤的示数如何变化 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 小于物体所受到的重力的情况称为失重现象 2 失重 例2 在升降机中测人的体重 已知人的质量为40kg 若升降机以2 5m s2的加速度匀加速下降 台秤的示数是多少 若升降机自由下落 台秤的示数又是多少 解 当升降机匀加速下降时 根据牛顿第二定律可知 mg F maF mg ma 根据牛顿第三定律可知 台秤的示数分别为300N和0N 当a1 2 5m s2 F1 300N 当自由下落时 a2 g F2 0N 实验和例题可以看出产生失重现象的条件 物体存在向下的加速度 两种情况 加速下降减速上升 条件 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 等于0的情况称为完全失重现象 3 完全失重 实验和例题可以看出产生完全失重现象的条件 物体的的加速度等于g 两种情况 自由落体竖直上抛 条件 太空中的失重环境 人造地球卫星 宇宙飞船 航天飞机等航天器进入轨道后 其中的人和物都将处于完全失重状态 物体将飘在空中 液滴成绝对的球形 宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别 食物要做成块状或牙膏似的糊状 以免食物的碎渣 漂浮 在空中 进入宇航员的眼睛 鼻孔 空间站中的宇航员 本质 超重和失重的本质 重力不变 物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化 例1 下列四个实验中 不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是 A 用弹簧秤测物体的重力B 用天平测物体的质量C 用温度计测舱内的温度D 用水银气压计测舱内气体的压强 ABD 在体重计上做下蹲的过程中 体重计的示数怎样变化 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 如果人下蹲后又突然站起 情况又会怎样 练习 这是因为液体受到重力而使内部存在压力 小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出 当瓶子自由下落时 瓶中的水处于完全失重状态 小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力 小孔没有水流出 思考 瓶中的