4.6超重和失重ppt课件（含视频）-（2019） 新人教版高中物理必修一.rar

第四章 运动和力的关系4.6超重和失重生活中常说的“超重”、“失重” 这个小伙子15岁，身高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？ 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得Gmg。方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。一、重力的测量（1）如图，人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力FN是多大？vaGFN/FN解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力G和地板的支持力F。由牛顿第二定律得 FNmg = m a故：FN = mg + m a，人受到的支持力FN大于人受到的重力G。由牛顿第三定律得：压力FN大于重力G。1、超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。二、超重和失重（2） 如图，人的质量为m，当电梯以加速度a加速下降时，人对地板的压力FN是多大？vaFNFN解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力G和地板的支持力F.由牛顿第二定律得 mgFN = m a故：FN = mg - ma，人受到的支持力FN小于人受到的重力G，由牛顿第三定律得：压力FN小于重力G。2、失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。G思考：当电梯以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？ 由FN = m(ga)得：FN =0 3、完全失重：当加速度 a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。4、视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 （1）视重大于重力 超重 （2）视重小于重力 失重 （3）视重等于重力 静止或匀速状态 （4）视重等于零 完全失重注意：无论是超重还是失重，人本身的重力mg并没有变化。在电梯地板上放一台体重计，一物体放在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。加速上升减速下降加速下降减速上升超重失重失重超重结论：当物体有向上的加速度超重当物体有向下的加速度失重超重、失重与物体的速度无关，与物体的运动轨迹无关丁丙乙甲mvamvamvamavGFGFGFGF向上减速运动向下加速运动向上加速运动向下减速运动 物体失重和超重的情况：FG 超重总结a向下a向上 判断物体超重与失重的方法：(1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关(2)当物体的加速度方向向上时，处于超重状态(3)当物体的加速度方向向下时，处于失重状态(4)当物体的加速度向下，且ag时，处于完全失重状态(5)实质上当物体有竖直向下的加速度分量ay时，物体即处于失重状态，且实际重力与视重差为may；当物体有竖直向上的加速度分量ay时，物体即处于超重状态，且视重与实际重力差为may.1物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力Gmg始终存在，且大小方向不随运动状态变化只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大或变小2物体由于处于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的现象不属于超重和失重现象3在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如物体对桌面无压力、浸在水中的物体不受浮力、液体对容器壁没有压强等靠重力才能使用的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等4、多个物体所构成系统中部分物体处于超重状态，则整体也处于超重状态，失重时也有类似规律.注意：火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。 航天器内的物将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘浮在空中，液滴呈球形超重、失重的现象与应用利用完全失重制造理想的滚珠在盛水的水瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水却不会从小孔流出，这是为什么？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。例1、(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中()ABA在Pa段，人做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C在bc段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，加速度也为零例2、(多选)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图(1)所示，电梯运行的vt图象可能是图(2)中的(取电梯向上运动的方向为正)()ADA电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2C电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2D电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2 例3、(多选)电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N关于电梯的运动(如图所示)，以下说法正确的是(g取10 m/s2)( )AD例4、(多选)某科技兴趣小组用实验装置来模拟火箭发射卫星火箭点燃后从地面竖直升空，t1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落，t2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落，此后不再有燃料燃烧实验中测得火箭竖直方向的速度时间图象如图所示，设运动过程中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定下列判断正确的是()At2时刻火箭到达最高点，t3时刻火箭落回地面B火箭在0t1时间内的加速度大于t1t2时间内的加速度Ct1t2时间内火箭处于超重状态，t2t3时间内火箭处于失重状态D火箭在t2t3时间内的加速度大小等于重力加速度CD例5、如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，木水铁）( )A.A球将向上运动，B、C球将向下运动B.A、B球将向上运动，C球不动C.A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D.A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动D例6、某人在以2.5 m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体，在地面上最多能举起多少kg的物体？若此人在匀加速上升的电梯中最多能举起40 kg的物体，则此电梯上升的加速度多大？(g10 m/s2)解析：设人的最大举力为F.以物体为研究对象根据牛顿第二定律得当电梯以2.5 m/s2的加速度匀加速下降时，m1gFm1a1，解得F600 N在地面上：人能举起的物体的质量m2F/g60 kg当电梯匀加速上升时，Fm3gm3a3，代入解得a35 m/s2.