原创精品课件：5.4超重及失重(讲授式)

1、牛顿第一定律 惯性定律,惯性 反映物体在不受力时的运动规律牛顿第二定律 F=ma 反映了力和运动的关系 牛牛顿顿运运动动定定律律导导 入入 新新 课课复习复习 牛顿第三定律 F= (作用力和反作用力定律) 反映了物体之间的相互作用规律F（1 1）从受力确定运动情况）从受力确定运动情况物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况（2）从运动情况确定受力）从运动情况确定受力物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况生活中常说的“超重”、“失重” 这个小伙子15岁，身

2、高1.5米，质量是100公斤，他“超重”了 这辆汽车规定载重5吨，现在实际拉10吨，它“超重”了。 神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到了太空要吃失重之苦。 “失重超重”都直接涉及到离我们遥远而神秘的航天业中，是否失重超重在我们日常生活中难以看到？ GFG=F=GF分析：分析：以下处于静止状态的木块的受力情况思考思考: :当物体加速运动时物体受到的支持力和拉力又会怎样呢？电梯中的怪电梯中的怪事事超重和失重FFG=F=FFvaG 以一个站在升降机里的体重计上以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为的人为例分析：设人的质量为m m，升，升降机以加速度降机以加速度a加速上升

3、加速上升。解：人为研究对象，人在升降机中受到两解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力个力作用：重力G和地板的支持力和地板的支持力F由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 F mg = ma故：故： F = mg + mamg人受到的支持力人受到的支持力F大于人受到的重力大于人受到的重力G总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于大于物体所受重力的现象称为物体所受重力的现象称为超重超重现象。现象。FF（一）一）超重超重现象现象再由牛顿第三定律得：压力再由牛顿第三定律得：压力 大于重力大于重力GF（二）（二）失重失重现象现象 以一个站在升降机

4、里的体重计上以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为的人为例分析：设人的质量为m，升降机以加速度升降机以加速度a加速下降：加速下降：va分析：对人受力分析如图分析：对人受力分析如图G由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 m g F = m a故故： F = m g m a mg人受到的支持力人受到的支持力F小于人受到的重力小于人受到的重力G总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）力）小于小于物体所受重力的现象称为物体所受重力的现象称为失重失重现象。现象。FF再由牛顿第三定律得：压力再由牛顿第三定律得：压力 小于于重力小于于重力GF（三）完全

5、失重（三）完全失重 F合合 = mg F=ma 所以：所以： F = mg m g = 0当升降机以加速度当升降机以加速度 a = g 竖直加速下降时竖直加速下降时总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这就是为零，这就是“完全失重完全失重”现象。现象。应用：试分析当瓶子自由下落时，瓶应用：试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？子中的水是否喷出？解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重解：当瓶子自由下落时，瓶子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。但瓶子状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存

6、在，其作用效果是用来产生重力中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度加速度。点击瓶子播放生生活活中中的的超超重重失失太空中的失重环境太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于其中的人和物都将处于完全失完全失重状态。重状态。 物体将飘在空中；液滴成物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣免食物的碎渣“漂浮漂浮”在空中，在空中，进入宇航员的眼

7、睛、鼻孔进入宇航员的眼睛、鼻孔空间站中的宇航员空间站中的宇航员利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造泡沫金属制造泡沫金属0在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用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弹簧测力计无法测量物体的重力.无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量但仍能测量拉力或压力的大小但仍能测量拉力或压力的大小。例1.处于完全失重状态下，下列物品不能正常使用的是：A.天平 B.刻度尺 C.温度计 D.弹簧测力计 E.圆珠笔 F.水银气压计弹簧测力计无法测量物弹簧测力计

8、无法测量物体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小拉力或压力的大小处于完全失重状态下，处于完全失重状态下，所有和重力有关的仪所有和重力有关的仪器都无法使用！器都无法使用！vaNmg解：当升降机匀减速下降时，根据牛顿第二定律可知： N-mg ma 所以N mg + ma=910N 根据牛顿第三定律可知:他对电梯地板的压力为910N,方向竖直向下。例2：一个质量为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。（取g10m/s2）vaFmg解：当升降机匀加速下降时，根据解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：牛顿

9、第二定律可知： mg F ma F mg ma 根据牛顿第三定律可知根据牛顿第三定律可知:台秤的示台秤的示数分别为数分别为300N和和0N。当当a1=2.5m/s2,F1=300N当自由下落时，当自由下落时，a2=g,F2=0N例例3、在升降机中测人的体重，已知人的质量为、在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg若升降机以若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？的示数是多少？若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？1.1.关于超重和失重，下列关于超重和失重，下列说法中正确的是（说法中正确的是（ ）A A 超重

10、就是物体受到的重超重就是物体受到的重力增加了力增加了B B 失重就是物体受到的重失重就是物体受到的重力减小了力减小了C C 完全失重就是物体一点完全失重就是物体一点重力都不受了重力都不受了D D 不论超重或失重，物体不论超重或失重，物体所受的重力都不变所受的重力都不变D分析：无论是超重、分析：无论是超重、失重还是完全失重，失重还是完全失重，物体所受到的重力物体所受到的重力是是不变的不变的。不同的只是不同的只是重力的作用效果。重力的作用效果。课堂训练课堂训练 2.一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如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。下时，判断超重、失重情况。2 2

11、、升降机减速上升、升降机减速上升3 3、升降机加速下降、升降机加速下降4、升降机减速下降、升降机减速下降超重超重失重失重失重失重超重超重课堂训练课堂训练1 1、升降机加速上升、升降机加速上升分析：超重还是失重由分析：超重还是失重由a决定，与决定，与v方向无关方向无关丁丁丙丙乙乙甲甲mvamvamvamavNGNGNG 超重超重NGNGNG 超重超重GNGNGNGN向上减速运动向上减速运动向上加速运动向上加速运动向下加速运动向下加速运动向下减速运动向下减速运动 物体失重和超重的情况：总结总结分析：超重还是失重由分析：超重还是失重由a决定，与决定，与v方向无关方向无关课堂训练课堂训练 3.弹簧上挂

12、着一个质量弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取（取g=10 m/s2）（1）以）以v=5 m/s速度匀速下降速度匀速下降. （2）以）以a=5 m/s2的加速度竖直加速上升的加速度竖直加速上升. （3）以）以a=5 m/s2的加速度竖直加速下降的加速度竖直加速下降. （4）以重力加速度）以重力加速度g竖直减速上升竖直减速上升.课堂训练课堂训练 3.弹簧上挂着一个质量弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取（取g=10

13、 m/s2）（1）以）以v=5 m/s速度匀速下降速度匀速下降.解析：对物体受力分析，如图所示解析：对物体受力分析，如图所示. （1）匀速下降时，由平衡条件得）匀速下降时，由平衡条件得F=mg=10 N课堂训练课堂训练 3.弹簧上挂着一个质量弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取（取g=10 m/s2）（2）以）以a=5 m/s2的加速度竖直加速上升的加速度竖直加速上升.解析：解析：(2)以向上为正方向，由牛顿第二以向上为正方向，由牛顿第二定律定律 F-mg=ma F=m(g+a)=15 N.课堂训练课堂

14、训练 3.弹簧上挂着一个质量弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取（取g=10 m/s2）（3）以）以a=5 m/s2的加速度竖直加速下降的加速度竖直加速下降. 解析：对物体受力分析，如图所示解析：对物体受力分析，如图所示.(3)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律取向下方向为正方向，由牛顿第二定律 mg-F=ma F=m(g-a)=5 N.课堂训练课堂训练解析：对物体受力分析，如图所示解析：对物体受力分析，如图所示.（4 4）取向下方向为正方向，由牛顿第二定律）取向下方向为正方向，由牛顿第二定律 mg-

15、-F= =mg F=0 N=0 N 处于完全失重状态处于完全失重状态. . 3.弹簧上挂着一个质量弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取（取g=10 m/s2）（4）以重力加速度）以重力加速度g竖直减速上升竖直减速上升.总结：1 1、超重和失重的条件：、超重和失重的条件：（1 1）当物体有竖直向上的加速度时，产生超重现象。）当物体有竖直向上的加速度时，产生超重现象。（2 2）当物体有竖直向下的加速度时，产生失重现象。）当物体有竖直向下的加速度时，产生失重现象。（3 3）当物体有竖直向下的加速度且）当物体有

16、竖直向下的加速度且a=ga=g时，产生完全时，产生完全失重现象。失重现象。（即物体发生超重和失重现象时，只与物体的加（即物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度有关，而与物体的速度方向无关。）速度有关，而与物体的速度方向无关。）实质： 物体所受的重力仍然存在，且大小物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉力不变，只是对物体的拉力F F拉拉或压力或压力F F压压与重与重力的大小关系改变。力的大小关系改变。从动力学看落体运动从动力学看落体运动1 1、自由落体运动、自由落体运动（1 1）自由落体运动定义）自由落体运动定义GF合合 =G=mggmmgmFa合（2 2）自由落体加速度）自由落

17、体加速度 物体只在重力作用下从静止开始下物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。落的运动。v0 0=0=0从动力学看落体运动从动力学看落体运动2 2、竖直上抛运动、竖直上抛运动（1 1）竖直上抛运动定义）竖直上抛运动定义F合合 =G=mggmmgmFa合（2 2）竖直上抛运动加速度）竖直上抛运动加速度 物体以一定的初速度竖直向上抛出后物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。只在重力作用下的运动。G GV V0 0方向竖直向下。方向竖直向下。从动力学看落体运动从动力学看落体运动2 2、竖直上抛运动、竖直上抛运动（3 3）竖直上抛运动研究方法）竖直上抛运动研究方法gtvvt0（4 4

18、）竖直上抛运动规律公式）竖直上抛运动规律公式 以向上方向为正方向，竖直向上抛运动以向上方向为正方向，竖直向上抛运动是一个加速度为是一个加速度为- -g的匀减速直线运动。的匀减速直线运动。G GV V0 02021gttvx例3、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个石子，不考虑空气阻力，求5s末石子速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。V V0 0 以向上方向为正方向。以向上方向为正方向。x正正xV Vt t030m stvvgt 20125m2xv tgt 1、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的具有一定质量的物体住的具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现静止在底板上，如图，现发现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是机的运动可能是: ( ) A、加速上升、加速上升 B、减速上升、减速上升 C、加速下降、加速下降 D、减速下降、减速下降分析：匀速运动时物体所受静摩擦力分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速向上减速或或向下加速