超重与失重-课件

超重和失重物理刘春晖2021/5/91重力怎样测量？NN’

例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。证明：由力的平衡条件F=G以物体为研究对象,受力如右图弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小由牛顿第三定律F=F`∴弹簧的读数就是重力的大小。F’FGGG=NN=N`G=N`2021/5/92F’FmgNN’mg

例2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。求弹簧秤和台秤的读数。aa证明：由牛顿第二定律F-mg=ma弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小由牛顿第三定律F=F`∴弹簧的读数为m(g+a)

。以物体为研究对象,受力如右图F=m(g+a)N-mg=maN=N`N`=m(g+a)N=m(g+a)2021/5/93F’FmgNN’mg

例3、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向下加速运动。求弹簧秤和台秤的读数大小。aa证明：由牛顿第二定律mg-F=ma弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小由牛顿第三定律F=F`∴弹簧的读数为m(g-a)

。以物体为研究对象,受力如右图F=m(g-a)mg-N=maN=N`N`=m(g-a)N=m(g-a)2021/5/94物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的重力关系：FmgN’NmgF’物体静止或匀速运动即a=0F=F`=mgN=N`=mgFmgaF’NmgN’a物体有向上的加速度即a≠0F=F`=m(g+a)N=N`=m(g+a)物体有向下的加速度即a≠0F=F`=m(g-a)N=N`=m(g-a)FmgaF’NmgN’a超重失重2021/5/95

例4、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()N。(2)当升降机以0.5m/s2的加速度加速下降时，体重计的读数为()N4203802021/5/96超失重的理解：力与（）直接相关联。（加速度、速度）重力的方向竖直向下，要发生超失重现象，竖直方向必须要有加速度。加速度a超重失重mgmg加速度1、只要加速度竖直向上，超重。（与速度的方向没关系）2、只要加速度竖直向下，失重。（与速度的方向没关系）2021/5/97

例5、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2021/5/98例6、一个人站在磅秤上，读出体重为500N。在他忽然蹲下的过程中，磅秤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：竖直向下失重将要蹲下时加速度：竖直向上超重读数变小读数变大2021/5/99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：竖直向上超重将要站起时加速度：竖直向下失重读数变大读数变小2021/5/910超失重的理解：

失重时，重物对竖直悬线的拉力T=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T=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T=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。2021/5/911

取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。▲提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。想想看，为什么？

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。

这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。▲让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？2021/5/912

当杯自由下落时，容器、水和木块都处于完全失重状态，由于重力引起的浮力消失，所以物体仅受重力。

重力的作用效果使物体产生加速度，即：

G=mg浮力怎么变化？

如图所示，分析杯自由下落时木块所受的浮力怎么变化。gG2021/5/913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？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=ma

∴N=ma+G=m〔a+g〕=2mg=1400NNGOa2021/5/914

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，都处于完全失重状态

人造地球卫星，宇宙飞船、航天飞机绕地

球做圆周运动。近地卫星远离地球的卫星航天器中的宇航员gg0g向心加速度