物理必修1超重失重

練習(xí)用彈簧秤測物體的重力時應(yīng)使物體處于什么狀態(tài)？物體處于平衡狀態(tài)彈簧秤的示數(shù)是哪個力的？物體拉彈簧的力的示數(shù)根據(jù)平衡條件和牛頓第三定律知道：彈簧秤的示數(shù)等于物體重力的大小.思考用彈簧秤測物體的重力時，突然向上加速、減速運動，彈簧秤的示數(shù)如何變化？分析物體的受力情況FGav物體向上加速時：根據(jù)牛頓第二定律：F－G＝maF

＝ma＋G＞G物體所受的拉力F與物體對彈簧秤的拉力F′（彈簧秤的示數(shù)）大于物體的重力。超重和失重物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?

大于物體所受到的重力的情況稱為超重現(xiàn)象。超重例題一個質(zhì)量為70Kg的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍訒r，電梯以3m/s2的加速度勻減速下降，求這時他對電梯地板的壓力。（g=10m/s2）vaF－mg＝maFmg解人向下做勻減速直線運動，加速度方向向上。根據(jù)牛頓第二定律得：F

＝910N根據(jù)牛頓第三定律，人對地板的壓力大小也等于910N，方向豎直向下。條件實驗和例題可以看出產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件物體存在向上的加速度兩種情況：加速上升減速下降信息超重對宇航員的影響宇航員在飛船起飛和返回地面時，處于超重狀態(tài)，特別是在升空時，超重可達重力的9倍，超重使人不適，起初會感到頭暈、嘔吐，超重達到3倍重力時既感到呼吸困難；超重達到4倍重力時，頸骨已不能支持頭顱，有折斷的危險。所以升空時宇航員必須采取橫臥姿勢，以增強對超重的耐受能力。宇航員的平躺姿勢FGav思考物體向上減速時：根據(jù)牛頓第二定律：G－F＝maF

＝G－ma＜G物體所受的拉力F與物體對彈簧秤的壓力F′（彈簧秤的示數(shù)）小于物體的重力用彈簧秤拉物體，向上減速運動時，彈簧秤的示數(shù)如何變化？物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?

小于物體所受到的重力的情況稱為失重現(xiàn)象。失重在升降機中測人的體重，已知人的質(zhì)量為40kg①若升降機以2.5m/s2的加速度勻加速下降，臺秤的示數(shù)是多少？②若升降機自由下落，臺秤的示數(shù)又是多少？解：

當(dāng)升降機勻加速下降時，根據(jù)牛頓第二定律可知：

mg－F＝maF＝mg

－

ma

根據(jù)牛頓第三定律可知:臺秤的示數(shù)分別為300N和0N。①當(dāng)a1=2.5m/s2,F1=300N②當(dāng)自由下落時，a2=g,F2=0NvaFmg物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于0的情況稱為完全失重現(xiàn)象。完全失重實驗和例題可以看出產(chǎn)生失重現(xiàn)象的條件物體存在向下的加速度兩種情況：加速下降減速上升條件實驗和例題可以看出產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件物體的的加速度等于g兩種情況：自由落體豎直上拋條件

超重和失重

（１）實重：物體實際所受的重力。物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變化。

（２）視重：當(dāng)物體在豎直方向有加速度時（即ay≠0），物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的重力，此時彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫物體的視重。說明：正因為當(dāng)物體豎直方向有加速度時視重不再等于實重，所以我們在用彈簧測力計測物體重力時，強調(diào)應(yīng)在靜止或勻速運動狀態(tài)下進行。

（3）對超重現(xiàn)象的理解

①特點：具有豎直向上的加速度

②運動形式:物體向上加速運動或向下減速運動。說明：當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時，只是拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┰龃罅?，是視重的改變，物體的重力始終未變。

（4）對失重現(xiàn)象的理解

①特點：具有豎直向下的加速度；

②運動形式：物體向下加速運動或向上減速運動；

③完全失重：在失重現(xiàn)象中，物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài)稱為完全失重狀態(tài)。此時視重等于零，物體運動的加速度方向向下，大小為g。說明：當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時，只是拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γp小了，是視重的改變，物體的重力始終未變。本質(zhì)超重和失重的本質(zhì)重力不變物體對支持物的壓力和對懸掛物的拉力發(fā)生變化質(zhì)量是50kg的人站在升降機中的體重計上，當(dāng)升降機做下列兩種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？（取g=10m／s2）(1)升降機勻速上升；(2)升降機以4m／s2的加速度勻減速下降?！敬鸢浮浚ǎ保担埃埃危ǎ玻罚埃埃芜@是因為液體受到重力而使內(nèi)部存在壓力，小孔以上部分的水對以下部分的水的壓力造成小孔處的水流出。當(dāng)瓶子自由下落時，瓶中的水處于完全失重狀態(tài)，小孔以上部分的水對以下部分的水的沒有壓力，小孔沒有水流出。思考瓶中的水會流出嗎?1．升降機在板上放一個彈簧盤秤，盤中放一質(zhì)量為m的物體，當(dāng)秤的讀數(shù)為0.8mg時，升降機的運動可能是(

)A．加速上升 B．加速下降C．減速上升 D．減速下降解析：物體加速度a方向向下(加速下降或減速上升)時處于失重狀態(tài)，視重大小等于(mg－ma)。答案：BC

[例2]質(zhì)量為60kg的人站在升降機中的體重計上，當(dāng)升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？處于什么狀態(tài)？(取g＝10m/s2)(1)升降機勻速上升；(2)升降機以3m/s2的加速度加速上升；(3)升降機以4m/s2的加速度加速下降。

[解析]

人站在升降機中的體重計上，受力情況如圖所示。

(1)當(dāng)升降機勻速上升時，由牛頓第二定律得：

F合＝FN－G＝0，所以人受到的支持力FN＝G＝mg＝600N。根據(jù)牛頓第三定律得，人對體重計的壓力就等于體重計的示數(shù)，即600N。人處于平衡狀態(tài)。

(2)當(dāng)升降機以3m/s2的加速度加速上升時，由牛頓第二定律得：FN－G＝ma，

FN＝ma＋G＝m(g＋a)＝780N。由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為780N，大于人的重力，人處于超重狀態(tài)。

(3)當(dāng)升降機以4m/s2的加速度加速下降時，由牛頓第二定律得：G－FN＝ma，

FN＝G－ma＝m(g－a)＝360N，由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為360N，小于人的重力，人處于失重狀態(tài)。

[答案]

(1)600N平衡狀態(tài)(2)780N超重狀態(tài)(3)360N失重狀態(tài)

(1)利用牛頓第二定律列方程時，一般以a方向為正方向，則加速度方向的力減去與加速度方向相反的力即為合力。

(2)判斷超重、失重現(xiàn)象，其關(guān)鍵是看加速度的方向，而不是運動方向。

［借題發(fā)揮］3．某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖4－7－3所示，電梯運行的v-t圖可能是圖4－7－4中的(取電梯向上運動的方向為正)

(

)圖4－7－3圖4－7－9答案：AD練習(xí)4.下列四個實驗中，不能在繞地球飛行的太空實驗艙中完成的是()A.用彈簧秤測物體的重力B.用天平測物體的質(zhì)量C.用溫度計測艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強ABD5.在體重計上做下蹲的過程中，體重計的示數(shù)怎樣變化？過程分析：