高一物理必修一 §4-7 超重与失重LI

4-7超重和失重,我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢？,如果物体和测力计一起运动，那么测力计读数会有什么样的变化？,通常情况下，我们要保持物体静止，再来读取测力计的读数。,如果物体和测力计一起做匀速直线运动，那么测力计的读数仍然等于物体的重力，但如果物体和测力计一起做变速直线运动，情况又怎么样呢？,一、超重现象：,例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（g取10m/s2),分析：测力计的示数大小等于人对测力计的压力大小。,一、超重现象：,例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（g取10m/s2),解：人的重力G=mg=400N,当升降机匀加速上升时，根据牛顿第二定律可知Nmg=ma,N=mg+ma=500N，,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500N。,一、超重现象：,例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（g取10m/s2),小结：电梯加速上升时，人对测力计的压力比人受到的重力大，我们把这种现象叫做超重。,二、失重现象：,例2、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),二、失重现象：,例2、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),解：人的重力G=mg=400N,当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知mgN=ma,N=mgma=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。,二、失重现象：,例2、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),小结：电梯加速下降时，人对测力计的压力比人受到的重力小，我们把这种现象叫做失重。,在失重现象中，如果物体的加速度恰好为g时，情况又会怎样呢？,例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然断裂，升降机自由下落，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),解：人的重力G=mg=400N,当升降机自由落体时，a=g，根据牛顿第二定律可知mgN=ma,N=mgma=mgmg=0N，,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0N。,小结：此时测力计示数为0，好象人完全没有受到的重力一样，这种状态下，人对测力计的压力为0，我们把这种现象叫做完全失重。,在失重现象中，如果物体的加速度恰好为g时，情况又会怎样呢？,例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然断裂，升降机自由下落，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),小结：此时测力计示数为0，好象人完全没有受到的重力一样，这种状态下，人对测力计的压力为0，我们把这种现象叫做完全失重。,对超重和失重的进一步认识,例4、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速上升，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),对超重和失重的进一步认识,解：人的重力G=mg=400N,对超重和失重的进一步认识,当升降机匀减速上升时，根据牛顿第二定律可知mgN=ma,N=mgma=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。,例4、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速上升，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),总结：a、当物体有向上的加速度时（加速上升或减速下降），产生超重现象。b、当物体有向下的加速度时（加速下降或减速上升），产生失重现象。当a=g时，完全失重。,对超重和失重的进一步认识,例5、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速下降，测力计的示数又是多少？（g取10m/s2),练习：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,m,v,a,m,a,v,甲,乙,丙,丁,NG超重,NG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。,超重、失重与物体所受重力的区别：,物体处于超重（失重）状态时，地球作用于物体的重力始终存在，且大小不变，只不过物体对水平支持物的压力（或悬挂物的拉力）大于（小于）物体的重力。,太空行走,现实生活中的超（失）重现象：,蹦极,我们来看一个实验：,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？,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？,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。,问题：将瓶子竖直上抛，水会从小孔流出吗？,超重和失重现象的应用,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只用于改变物体的运动状态。,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,解：因为人的最大举力恒定，本题中，此人的最大举力为600N，即他在电梯中所能提供给物体的最大支持力为600N，,以物体为研究对象，根据牛顿第二定律可知，GN=ma，即m（ga）Nm=N/(ga)=80kg,课堂练习：,与奥运会举重冠军的挺举记录200kg来说，我们同学的挺举成绩50kg是微不足道的，但学习了本节的知识后，你能不能设计一个有效的方案，使我们同学也能平冠军的记录呢？（g取10m/s2）,解：因为人的最大举力恒定，所以只要站在加速下降或减速上升的电梯中，人提供给杠铃的最大支持力N仍为500N，但就可以举起处于失重状态的质量m为200kg的杠铃；,以杠铃为研究对象，根据牛顿第二定律可知，GN=ma，即a=(GN)/m,a=(GN)/m=7.5m/s2,练习：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？,拓展性课题一：载人航天飞船在发射升空和降落时,如果杨利伟保持直立的姿态,则他的心血管系统会受到何种影响?你认为