高中物理6 超重和失重评课ppt课件
展开用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态?
弹簧秤的示数是哪个力的示数?
用弹簧秤测物体的重力时,突然向上加速,弹簧秤的示数如何变化?
F = ma+ G > G
物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F′(弹簧秤的示数)大于物体的重力。
知识点 超重和失重
超重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.
例1、一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时,电梯以3m/s2的加速度匀减速下降,求这时他对电梯地板的压力。(g=10m/s2)
解:人向下做匀减速直线运动,加速度方向向上。根据牛顿第二定律得:
根据牛顿第三定律,人对地板的压力大小也等于910N,方向竖直向下。
用弹簧秤匀速拉物体时,突然向上减速运动,弹簧秤的示数如何变化?
F = G - ma < G
物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F′(弹簧秤的示数)小于物体的重力
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.完全失重当物体向下的加速度为g时,物体对支持物、悬挂物没有作用力,好像完全不受重力作用.
【例】在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg①若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降,台秤的示数是多少?②若升降机自由下落,台秤的示数又是多少?
解:当升降机匀加速下降时,根据牛顿第二定律可知: mg- F =ma F= mg - ma
①当a1=2.5m/s2,F1=300N
②当自由下落时,a2=g,F2=0N
根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。
知识点 对超重、失重现象的理解
视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.当物体处于超重或失重时,物体的重力并未变化,只是视重变了.
特别提醒:(1)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关,只取决于物体加速度的方向。(2)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸在水中的物体不受浮力等。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。
(1)超重与失重现象仅仅是一种表象,只是拉力(或压力)的增大或减小,物体的重力大小是不变的.(2)物体处于超重状态时,不一定是向上加速运动,也可能是向下减速运动;同理,物体处于失重状态时,不一定向下加速运动,也可能是向上减速运动.
判断超重、失重状态的方法从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态.
判断超重、失重状态的方法从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态,具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态.
判断超重、失重状态的方法从运动的角度判断,当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态,当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态.
1.在升降机中,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他作出下列判断,其中正确的是( )①升降机以0.8g的加速度加速上升②升降机以0.2g的加速度加速下降③升降机以0.2g的加速度减速上升④升降机以0.8g的加速度减速下降A.只有①和②正确 B.只有②和③正确C.只有③和④正确 D.均不正确
解析 人处于失重状态,其加速度方向竖直向下,可能是加速下降,也可能是减速上升,人从秤上读出自己的体重即为视重F,由牛顿第二定律有mg-F=ma,故F=m(g-a)=(1-20%)mg.解得a=0.2g.即升降机以0.2g的加速度加速下降或减速上升.答案 B
2.质量为m的人站在升降机中,如果升降机做加速度大小为a的匀变速直线运动,升降机地板对人的支持力FN=m(g+a),则升降机的运动情况可能是( )A.以加速度a向下加速运动B.以加速度a向上加速运动C.以加速度a在上升过程中制动D.以加速度a在下降过程中制动
3. 关于超重与失重的说法正确的是( )A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B.在超重现象中,物体的重力是增大的C.处于完全失重状态的物体,其重力一定为零D.如果物体处于失重状态,它必然有向下的加速度
4.质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10 m/s2).(1)升降机匀速上升;(2)升降机以3 m/s2的加速度加速上升;(3)升降机以4 m/s2的加速度加速下降.
解析 人站在升降机中的体重计上,受力情况如右图所示.(1)当升降机匀速上升时,由牛顿第二定律得:F合=FN-G=0所以人受到的支持力FN=G=mg=600 N.根据牛顿第三定律,人对体重计的压力就等于体重计的示数,即600 N.
解析 (2)当升降机以3 m/s2的加速度加速上升时,由牛顿第二定律得:FN-G=maFN=ma+G=m(g+a)=780 N由牛顿第三定律得,此时体重计的示数为780 N,大于人的重力,人处于超重状态.
解析(3)当升降机以4 m/s2的加速度加速下降时,由牛顿第二定律得:G-FN=maFN=G-ma=m(g-a)=360 N由牛顿第三定律得,此时体重计的示数为360 N,小于人的重力600 N,处于失重状态.答案 (1)600 N (2)780 N (3)360 N
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