案例-超重失重

超重和失重 1 弹簧秤下挂一重物G保持静止时 观察到弹簧秤示数F G 2 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 有人说 物体加速上升时 重力变大了 物体加速下降时 重力变小了 这种说法对吗 3 如果弹簧秤和物体一起加速下降呢 观察到弹簧秤示数小于物体的重力 即 F G 实验研究 2 重力不变 那么发生变化的是什么力 一 超重现象 设重物的质量为m 弹簧秤和重物以加速度a一起加速上升 对弹簧秤下重物受力分析如图 由牛顿第二定律得 F合 F G ma 故 F G ma G 由牛顿第三定律可知 物体对弹簧秤的拉力F F G 总结 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 大于物体所受重力的情况称为超重现象 理论分析 二 失重现象 设重物的质量为2Kg 和弹簧秤以2m s2的加速度一起加速下降 g 10m s2 对重物受力分析如图 由牛顿第二定律得 F合 G F ma 故 F G F合 mg ma 16N 20N 由牛顿第三定律可知 物体对弹簧秤的拉力F F G 总结 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 小于物体所受重力的现象称为失重现象 理论分析 思考 如果加速度a g 则F 三 完全失重 当弹簧秤和重物以加速度a g竖直加速下降时 F G mg 0 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 为零 这就是 完全失重 现象 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 理论分析 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 m v a m v a 甲 乙 丙 丁 N G失重 N G超重 N G失重 N G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 巩固练习 练习1 一个人在地面上最多能举起300N的重物 在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中 他只能举起250N的重物 求电梯的加速度 g 10m s2 设同一个人能提供的最大举力一定 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GB先小于G 后大于GC大于GD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 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 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 本节内容总结 问题处理的一般思路 1 确定研究对象 2 对研究对象进行运动分析和受力分析 3 列出方程或方程组 4 求解方程 并对结果做必要说明 超重和失重现象的应用 g 人造地球卫星 宇宙飞船 航天飞机都绕地球做圆周运动 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 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 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