1、 我国“神舟七号”飞船于北京时间2008年9月25日21时10分4秒由长征2F火箭发射升空。2008年9月27日16点30分,景海鹏留守返回舱,翟志刚(指令长)、刘伯明分别穿着中国制造的“飞天”舱外航天服和俄罗斯出品的“海鹰”舱外航天服进入神舟七号的轨道舱。翟志刚出舱作业,刘伯明在舱内协助,实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步,令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。一、超重和失重一、超重和失重 例题例题1 人的质量为m,当电梯一加速度a 加速上升时,人对地板的压力是多大?当电梯一加速度a 加速下降时,人对地板的压力又是多大?分析分析 (1)人对地板的压力与地板给人的支持
2、力是一对作用力和反作用力。由牛顿第三定律知,只要求出地板给人的支持力,就知道人对地板的压力。(2)当电梯静止时,人受到的重力与地板给人的支持力相等,但当电梯加速运动时,这两个力就不再相等了。已知:m,a求:人对地板的压力F。解解 取竖直向上的方向为y轴的正方向。如图4-15所示,人受重力G和地板支持力F的作用。人对地板的压力为F。人受到的合力为F-G,由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律知,人对地板的压力F与地板对人的支持力F大小相等,即 图4-15vGy FO maGF)(gamGmaF)(gamF 讨论:讨论:当电梯加速上升时,由于加速度a的方向向上,取正值,所以m(a+g)mg,说明人对电梯
3、地板的压力比人受到的重力大。反之,当电梯减速上升(或加速下降)时,加速度a的方向向下,与坐标轴的正方向相反,是负值,则有m(a+g)mg,这时人对电梯地板的压力比人受到的重力小。超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力超超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力超重)大于物体所受重力的现象重)大于物体所受重力的现象,称为超重超重现象。失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象于物体所受重力的现象,称为失重失重现象。如果物体正好以大小等于g的加速度竖直下落,则有m(a+g)=0,这时物体对支持物或悬挂物完全没有作用力,物体所
4、受合力为零,好像没有了重力的作用,这种状态称为完全失重完全失重状态。失重对人体的生理影响失重对人体的生理影响人长期在地面重力场内生活,地球重力吸引血液向下流动。在失重环境中,血液重新分配,下肢血量减小,头部血量增多,航天员的收缩压一般比飞行前升高20002666帕,平均动脉压升高13331600帕,静脉压也上升,舒张压则下降。失重使流体静压梯度消失,中心静脉压和心房压力增加,刺激这些部位的容积感受器,反射性地引起排尿量增加和水分及血浆量减少(约10%)。尿中排出的钠、钾离子增加。在失重环境中,人体骨骼受力减少,时间一久,肌肉萎缩,骨骼也会变得松脆,特别是失重会引起骨骼内钙、磷盐的丧失,使航天员
5、返回地面后变得软弱无力。失重还会引起红血球减少(817),白血球增加,T淋巴细胞减少,免疫能力减退。在失重环境中,大多数航天员还会发生前庭-植物神经反应,引起航天运动病和空间定向障碍,出现恶心、呕吐、面色苍白、晕眩,影响工作能力。这种症状常在航天的头一周内发生,随后症状消失。二、连结体的运动二、连结体的运动 例题例题2 如图4-16(a)所示,不可伸缩的轻软绳子,一端系有放在光滑水平桌面上的重为G1、质量为m1的物体1,另一端跨过无摩擦的轻滑轮悬挂一个重为G2、质量为m2的物体2。求由物体1、绳子和物体2组成的系统的加速度以及绳子的拉力。(a)12图4-16 (1)因为轻软绳子和轻滑轮的质量可
6、以忽略不计,滑轮无摩擦,所以绳子作用于两个物体的力大小相等、方向相反,是一对作用力和反作用力;物体m1的重力和水平桌面给它的支持力平衡;物体m2的重力就是系统所受的总外力。(2)注意牛顿第二定律中的力是物体受到的外力。绳子的拉力是两个物体之间的相互作用力,为了求得绳子的拉力,须将两个物体隔离开来,分别画出其受力图。分析分析 (3)分别对两个物体应用牛顿第二定律建立方程。由于绳子不可伸长,两个物体运动的加速度相同,联立方程即可求出物体的加速度。求:系统的加速度a,绳子的拉力FT。解解 取系统的运动方向为正方向。绳子两端的拉力均用FT表示,则物体1、2受力如图4-16(b)、(c)。图4-16(a)12FT(b)G1FN1(c)FT G22已知:重力G1、G2,质量m1、m2 对物体1应用牛顿第二定律得 对物体2应用牛顿第二定律得(1)+(2)得 FT=m1a (1)G2-FT=m2a (2)ammG)(212212mmGa 由加速度的计算结果可知,一个物体系统的加速度与系统所受的合外力成正比,与系统的总质量成反比,这个关系式是一个物体系统运动时的牛顿第二定律的表达式。2211TGmmmF