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超重与失重
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乘坐电梯 疑问 电梯静止时 在乘坐电梯的过程中我们发现 秤的指针在忽左忽右的变化, 而秤又是用来称量体重的,那 示数的变化是否表示人的体重
在乘坐电梯时也在不停的变化 着呢? 电梯运动时
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实验研究 F’ F’ F’ a a G G G 1、弹簧秤下挂一重物G保持静止时,观察到弹簧秤示数 F’=G
2、如果弹簧秤和物体一起加速上升呢? 观察到弹簧秤示数大于物体的重力,即:F’ > G 3、如果弹簧秤和物体一起加速下降呢? 观察到弹簧秤示数小于物体的重力,即: F’ < G 思考:1、有人说,物体加速上升时,重力变大了,物体加速下降时,重力变小了,这种说法对吗? 2、重力不变,那么发生变化的是什么力?
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理论分析 (一)超重现象 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。
a F’ 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 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 mg 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。
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理论分析 (二)失重现象 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。
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: F ’ a 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 F 由牛顿第三定律可知,物体对弹簧秤的拉力F’ = F < G mg 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。 思考:如果加速度a = g,则F’ = ?
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理论分析 (三)完全失重 当弹簧秤和重物以加速度 a = g 竖直加速下降时,F= G — m g = 0,物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为零,这就是“完全失重”现象。 例:AB两个物体叠放在一起,(1)由静止开始一起释放, 问 AB两个物体间的相互作用力? (2)如果给AB以一相同的竖直向上的初速度问 AB间 的相互作用力? 。 v 分析:可将AB视为一整体,无论向上运动还是竖直下落的过程,它们均只受到一个外力—重力的作用,都具有相同的加速度g,所以AB间的相互作用力均为零。 v
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巩固练习: 练习1、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。 N 解:设物体的质量为m,对其受力分析如图。 得: F合 = N — G =300 — 250 = 50(N) 由题意:m = 25Kg 故:a = F合/m=2m/s2 方向:竖直向上 mg
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练习2、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G,当此人突然下蹲时,磅秤的读数( )
B A 先大于G,后小于G B 先小于G,后大于G C 大于G D 小于G 思维点拨:人下蹲是怎样的一个过程? 人下蹲过程分析:由静止开始向下运动,速度增加,具有向下的加速度(失重);蹲下后最终速度变为零,故还有一个向下减速的过程,加速度向上(超重)。 思考:如果人下蹲后又突然站起,情况又会怎样?
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本节内容总结 1、超重和失重是一种物理现象。 2、视重是指支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力),是可以改变的。
3、物体的重力与运动状态无关,不论物体处于超重还是失重状态,重力不变。 规律: 视重 > 重力 a竖直向上 超重状态 视重 < 重力 a竖直向下 失重状态 超重还是失重由a决定,与v方向无关 问题处理的一般思路: 1、确定研究对象; 2、对研究对象进行运动分析和受力分析; 3、列出方程或方程组; 4、求解方程,并对结果做必要说明。
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本节内容总结 1、超重和失重是一种物理现象。 2、视重是指支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力),是可以改变的。
3、物体的重力与运动状态无关,不论物体处于超重还是失重状态,重力不变。 规律: 视重 > 重力 a竖直向上 超重状态 视重 < 重力 a竖直向下 失重状态 超重还是失重由a决定,与v方向无关 问题处理的一般思路: 1、确定研究对象; 2、对研究对象进行运动分析和受力分析; 3、列出方程或方程组; 4、求解方程,并对结果做必要说明。
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