用牛顿定律解决问题二超重与失重.pptVIP

日常生活中的超重和失重现象 电梯中的学问：当电梯从第一层上升到第七层（静止）的过程和从第七层下降到第一层的过程中体重计如何变化？ 【问题】在弹簧秤下端挂一质量为m的钩码，分别以加速度a做如下运动时，弹簧秤的拉力如何？ 1.加速上升 2.加速下降 3.减速上升 4.减速下降 完全失重时将消失的现象 液体柱不再产生压强 、浸在液体中的物体不再受浮力等 天平失效、测力计不能测重力 、密度计不能测密度 、单摆停摆等 温度计、弹簧振子等仍正常 日常生活中的超重和失重现象 2. 利用体重计称量体重时，人在体重计上要保持静止。 日常生活中的超重和失重现象Ⅱ 人在体重计上迅速下蹲至静止的过程中，体重计的示数怎样变化？再迅速起立又会怎样？ * 超失重问题 a F’ F 1、超重现象 设重物的质量为m，弹簧秤和重物以加速度a一起加速上升。 对弹簧秤下重物受力分析如图： 由牛顿第二定律得 F合 = F — G = m a 故：F = G + m a G 由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F’ = F G 总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。 理论分析 mg 2、失重现象 设重物的质量为2Kg，和弹簧秤以2m/s2的加速度一起加速下降。(g=10m/s2) 对重物受力分析如图： 由牛顿第二定律得 F合 = G — F = m a 故：F =G — F合 = m g — m a = 16N 20N 由牛顿第三定律可知，物体对弹簧秤的拉力F’ = F G 总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。 F ’ a mg F 思考：如果加速度a = g，则F’ = ？ 理论分析 ——读数小于重力（视重小于实重）——失重 ——读数大于重力（视重大于实重）——超重 ——读数小于重力（视重小于实重）——失重 ——读数大于重力（视重大于实重）——超重 【规律总结】 1.产生超重的条件 ——当物体的加速度方向向上时，即a↑。 ——当物体的加速度方向向下时，即a↓ 。 2.产生失重的条件 【特别提醒】无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。 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： F mg N’ N mg F’ 物体静止或匀速运动 即 a=0 F=F`=mg N=N`=mg F mg a F’ N mg N’ a 物体有向上的加速度 即 a≠0 F=F`=m(g+a) N=N`=m(g+a) 物体有向下的加速度 即 a≠0 F=F`=m(g-a) N=N`=m(g-a) F mg a F’ N mg N’ a 【例题】有一质量为60kg的人站在一放置于升降机的底板上的台秤上，当升降机作如下运动时，台秤的示数为多少？ 1.升降机以v=5m/s的速度匀速上升时； 2.升降机以a=5m/s2的加速度加速上升时； 3.升降机以a=5m/s2的加速度减速上升时； 4.升降机以a=5m/s2的加速度加速下降时； 5.升降机以a=5m/s2的加速度减速下降时； 6.升降机以a=g的加速度加速下降时； 问题讨论 【问题】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数(g取10m/s2)： (1)当电梯以2m/S2的加速度向上匀加速运动时,弹簧秤的读数及此时物体所受的重力; (2)当电梯以2m/s2的加速度匀 加速下降时弹簧秤的读数及物 体所受的重力． （3）电梯做怎样的运动时弹簧称 的读数为零。 3. 乘竖直升降的电梯，在升降过程中，体验超重和失重。 4. 乘快速行驶的汽车，突遇上坡或下坡，体验超重和失重。 5. 游乐园里，乘座过山车，体验超重和失重。 1. 人起跳过程和从高处跳下，体验超重和失重。 6.飞机起飞或着陆或突遇气流，飞机上下颠簸，体验超重和失重 （船、跷跷板、轿子等） 7. 蹦床运动，人上下运动时，体验超重和失重。 …… 巩固练习： 练习、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)（设同一个人能提供的最大举力一定） 分析：对同一个人来说，他能提供的最大举力是一定的，因此，它在电梯里对物体的支持力也为300N，对物体受力分析可求出F合，从而求出加速度。 解：设物体的质量为m，对其受力分析如图。 mg N 得： F合 = N — G =300 — 250 = 50(N) 由题意：m = 25Kg 故：a = F合/m=2m/s2 方