高一物理超重与失重1.ppt

超重和失重,超重和失重,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，那么什么是超重和失重呢？,一、超重现象：,我们通常怎样使用测力计测量物体重力呢？,通常情况下，我们要保持物体静止，再来读取弹簧秤的读数。,如果物体和弹簧秤一起运动，那么弹簧秤读数会有什么样的变化？,如果物体和弹簧秤一起做匀速直线运动，那么弹簧秤的读数仍然等于物体的重力，但如果物体和弹簧秤一起做变速直线运动，情况就有所不同了。,请大家来做一个小实验：把钩码钩在弹簧秤下，保持静止状态，观察弹簧秤读数。,轻轻上下晃动弹簧秤，再观察弹簧秤的读数有何变化？,在电梯里面测量,又如何变化?,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N-mg=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。,超重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象。,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。,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。,失重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象。,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mg-N=ma,N=mg-ma=mg-mg=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。,完全失重现象物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这种情况是失重现象中的极限。称为完全失重。,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。,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),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（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,关心航天科学,一个质量为70Kg的宇航员，如果在某一段时间内与火箭、航天飞机一道以a=g的加速度竖直升空，那麽宇航员所承受的竖直方向的压力有多大？(g=10N/kg),分析：宇航员受重力G、压力N而竖直向上加速运动，由牛顿第二定律：N-G=maN=ma+G=ma+g=2mg=1400N,所受地球的引力只改变速度的方向，不改变速度的大小。,航天飞机中的人和物，,人造地球卫星，宇宙飞船、航天飞机绕地球做圆周运动。,向心加速度的大小等于所在位置重力加速度的大小。,在宇宙飞船中,!,在宇宙飞船中,怎么睡觉都舒服,某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体？（g取10m/s2）,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，G-N=ma，即mg=ma+N,m=N/(g-a)=80kg；,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）