超重与失重(上课用)

超重和失重 知道什么是超重和失重 知道产生超重和失重的条件 知道超重和失重的实质 学习目标 利用牛顿运动定律计算有关超重和失重的问题 新课教学 例题 升降机地板上放一个弹簧式台秤 称盘上放一个质量为20kg的物体 如图示 当升降机 a 以4m s的速度匀速上升时 台秤读数是多少N b 以1m s2的加速度加速上升时 台秤读数是多少N 解 取竖直向上为正方向 1 由于升降机匀速上升 所以a 0 根据牛顿第二定律知 N mg 0所以N mg 200N由牛顿第三定律知 N N 200N 新课教学 b 以1m s2的加速度加速上升时 台秤读数是多少N 解 2 由于升降机加速上升 且a 1m s2 方向竖直向上 根据牛顿第二定律知 N mg ma所以N m g a 220N 由牛顿第三定律知 N N 220N 一 超重 新课教学 1 定义 物体对水平支持物的压力大于物体所受重力的情况称为超重现象 2 实质 压力大于重力且N N m g a 3 条件 物体具有竖直向上的加速度 即做加速上升或减速下降的运动时 会发生超重现象 物体对竖直悬绳的拉力 新课教学 一 超重 新课教学 1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬绳的拉力 大于物体所受重力的情况称为超重现象 2 实质 压力 或拉力 大于重力且N N m g a 3 条件 物体具有竖直向上的加速度 即做加速上升或减速下降的运动时 会发生超重现象 生活中的超重现象 新课教学 电梯 新课教学 二 失重 1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬绳的拉力 小于物体所受重力的情况称为失重现象 2 实质 压力 或拉力 小于重力且N N m g a 3 条件 物体具有竖直向下的加速度 即做加速下降或减速上升的运动时 会发生失重现象 怎么睡觉都舒服 在完全失重状态 当装有水的水杯壁上有一个孔时 在水压作用下 水会从孔中流出来 如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢 想想看 为什么 这时我们发现 虽然杯壁上有孔 但水却没有流出来 这是为什么呢 想想看 为什么 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 利用完全失重条件的科学研究 搭载宇宙飞船诱变育种后的蚕豆比普通蚕豆的粒大 利用完全失重条件的科学研究 无法利用天平测质量 测力计无法测重力但其它的拉力或压力仍可测量 总结 由此可见 当物体处于完全失重时 凡是和重力相关的现象都消失 失重时 重物对竖直悬线的拉力N m g a 对支持面的压力N m g a 就好像重力 减小 了 确切的说是重力加速度g好像 减小 了 实际上物体的重力没有变 超重时 重物对竖直悬线的拉力N m g a 对支持面的压力N m g a 就好像重力 增加 了 确切的说是重力加速度g好像 增加 了 实际上物体的重力没有变 失重时 当a g 重物对竖直悬线的拉力N m g a 0 对支持面的压力N m g a 0 就好像重力完全 消失 了 确切的说是重力加速度g好像 消失 了 实际上物体的重力并没有消失 超失重的理解 物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的关系 实战演练 1 一小孩站在升降机中 升降机的运动情况如下时 判断超重 失重情况 1 升降机加速上升 2 升降机减速上升 3 升降机加速下降 4 升降机减速下降 超重 失重 失重 超重 2 一质量为40kg的小孩站在升降机中的体重计上 1 当升降机以0 5m s2加速上升时 体重计的读数为功 N 2 当升降机以0 5m s2的加速下降时 体重计的读数为 N 420 380 实战演练 3 一个人站在体重计上 读出体重为500N 在他忽然蹲下的过程中 体重计上读出的体重有无变化 为什么 你的结论是什么 开始下蹲时 加速度 竖直向下 失重 将要完全蹲下时 加速度 竖直向上 超重 读数变小 读数变大 接上题 如果此人又突然向上迅速站起来 磅秤上读出的体重又有什么变化 开始站起时 加速度 竖直向上 超重 将要完全站起时 加速度 竖直向下 失重 读数变大 读数变小 实战演练 4 作为中国首位进入太空的宇航员杨利伟 不仅要有丰富的知识 还要有过硬的身体 能够承受超重和失重的影响 那么分析飞船在起飞阶段和返回大气层后下落阶段宇航员杨利伟是处于超重状态还是失重状态 练习题 在升降机 电梯 中测人的体重 已知人质量为40kg 如果升降机以2 5m s2的加速度匀减速上升 测力计的示数是多少 g取10m s2 实战演练 解 人的重力G mg 400N 当升降机匀减速上升时 根据牛顿第二定律可知mg N ma N mg ma 300N 根据牛顿第三定律可知 测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等 测力计的示数为300N 前题中 如果升降机以2 5m s2的加速度匀减速上升 测力计的示数又是多少 g取10m s2 实战演练 总结 a 当物体有竖直向上的加速度时 加速上升或减速下降 产生