用牛頓運動定律解決問題(超重與失重)

第四章牛頓運動定律牛頓運動定律的應用（二）——超重與失重思考1、什么是重力？4、彈簧秤上讀數(shù)顯示的是哪一個力？C2、怎樣測量物體的重力？3、測量物體的重力時有何要求?視重：物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力F2GF1實重：物體實際的重力觀察觀察超重：視重大于重力失重：視重小于重力是不是物體的重力發(fā)生了變化？解：質量為m的人隨升降機一起以加速度a勻加速上升，人對升降機的壓力為多大？類型1物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。a取加速度方向為正方向FN－G=maFN=G+ma=m(g+a)根據(jù)牛頓第三定律得人對升降機的壓力F壓＝FN＝m(g＋a)FNG>mg超重解：質量為m的人隨升降機一起以加速度a勻減速上升，人對升降機的壓力為多大？類型2物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。a取加速度方向為正方向G－FN=maFN=G－ma=m(g－a)根據(jù)牛頓第三定律得人對升降機的壓力F壓＝FN＝m(g－a)GFN<mg失重解：質量為m的人隨升降機一起以加速度a勻加速下降，人對升降機的壓力為多大？類型3a取加速度方向為正方向G－FN=maFN=G－ma=m(g－a)根據(jù)牛頓第三定律得人對升降機的壓力F壓＝FN＝m(g－a)GFN<mg失重解：質量為m的人隨升降機一起以加速度a勻減速下降，人對升降機的壓力為多大？類型4a取加速度方向為正方向FN－G=maFN

=G+ma=m(

g

+a

)根據(jù)牛頓第三定律得人對升降機的壓力F壓＝FN＝m

(

g＋a

)FNG>mg超重什么情況下物體發(fā)生超重現(xiàn)象？什么情況下物體發(fā)生失重現(xiàn)象？超重與失重類型v方向a方向現(xiàn)象加速上升減速上升加速下降減速下降向上向上向下向下向上向下向下向上超重失重超重失重結論：當加速度方向向上時，物體發(fā)生超重現(xiàn)象，當加速度方向向下時，物體發(fā)生失重現(xiàn)象。完全失重當物體處于失重狀態(tài)，且a＝g時會發(fā)生什么現(xiàn)象？物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）等于零的情況稱為完全失重現(xiàn)象。FN

=m(g－a)=0如：自由落體運動和豎直上拋運動此時重力為零嗎？現(xiàn)實生活中的超（失）重現(xiàn)象：蹦極完全失重現(xiàn)象人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等航天器進入軌道后，其中的人和物都處于完全失重狀態(tài)。思考完全失重現(xiàn)象液體呈絕對球形制造理想的滾珠制造泡沫金屬完全失重的利用1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。2、物體是超重還是失重是由a的方向來判定的，與v方向無關。不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。a向上：超重a向下：失重（a=g為完全失重）小結課堂練習處于完全失重狀態(tài)下，下列物品不能正常使用的是：A、天平B、刻度尺C、溫度計D、彈簧秤E、圓珠筆F、水銀氣壓計彈簧測力計無法測量物體的重力，但仍能測量拉力或壓力的大小處于完全失重狀態(tài)下，所有和重力有關的儀器都無法使用！例題：某人在地面上最多只能舉起60kg的物體，那么他在一以2.5m/s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起多重的物體？（g取10m/s2）例題：某人在地面上最多只能舉起60kg的物體，那么他在一以2.5m/s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起多重的物體？（g取10m/s2）avNG解：因為人的最大舉力恒定，本題中，此人的最大舉力為600N，即他在電梯中所能提供給物體的最大支持力為600N，以物體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可知，

G-N=ma，即：mg-ma=N,∴m=N/(g-a)=80kg；練習1：一個木塊漂浮在桌面的一杯水中，現(xiàn)假設撤去桌面，木塊和杯子一起自由向下運動，問木塊受到的浮力有無變化？v思維啟示：1、浮力產(chǎn)生的原因是什么？2、木塊和水處于什么樣的狀態(tài)？3、水對容器底部有壓力嗎？水內部有無壓力？解：浮力產(chǎn)生的原因是物體在液體中上下表面存在壓力差，當水和杯子一起自由下落時，a=g，水處于完全失重狀態(tài)，水的重力用來產(chǎn)生重力加速度，故水對杯底無壓力，水內部也無壓力，不產(chǎn)生浮力，所以木塊的浮力消失。拓展：如圖，球B放在容器A內，且B略小于A，將它們以一定的速度向上拋出，不計空氣阻力，在A和B上升的過程中，A和B間作用力情況？練習2：如圖所示，一臺秤上固定一質量為M的斜面體，斜面上有一質量為m的小物塊求：（1）當物塊以速度V勻速下滑時臺秤的示數(shù)（2）當物塊以加速度a勻加速下滑時臺秤的示數(shù)(2):因物塊勻加速下滑存在豎直向下的加速度分量ay=gsinθ，物塊處于失重狀態(tài),則臺稱示數(shù):

FN=(M+m)g-mgsinθ解(1):因物塊勻速下滑處于平衡狀態(tài)則臺稱示數(shù)FN=(M+m)g選作：如圖所示，一天