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超重失重


超重和失重
沈阳市第十一中学 崔彦茹

实 验 研 究
G

F’ a G

F’

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 思

考:1、有人说,物体加速上升时,重力变大了,这 种说法对吗? 2、重力不变,那么发生变化的是什么力?

理论分析

(一)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:

F’ a F

由牛顿第二定律得

F合 = F — G = m a

故:F = G + m a > G
mg 由牛顿第三定律可知:物体对弹簧秤的 拉力 F’ = F > G

总结:当物体存在向上的加速度时,它 对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于物体所受重力的现象称为超重现象。

实 验 研 究
G

F’ a G

F’

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
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?

理论分析

(二)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 F ’ 重物受力分析如图:
a 由牛顿第二定律得

F合 = G — F = m a

F
mg

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:当物体存在向下的加速度时,它对 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’ = ?

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1:一个 盛满水的可乐瓶底部有一小孔,静止在 手中时,水会流出;如果突然松手,让可乐瓶自 由下落时,会发生什么现象?为什么?

解:当可乐瓶自由下落时,可乐瓶中 的水处于完全失重状态,水的内部没 有压力,故水不会流出。但可乐瓶中 水的重力仍然存在,其作用效果是用 来产生重力加速度。

g

例2:下面所示的情况中,对物体m来说,哪几种发生超重现 象?哪几种发生失重现象? v m a

N
G N



N<G 失重

v

m

a 乙 N>G 超重

G N G
N a

v

m



N<G 失重

总结:物体具有竖 直向上的加速度,即 处于超重状态;物体 具有竖直向下的加速 度,即处于失重状态。 与运动的方向无关。

v

m

a 丁 N>G 超重

G

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 视重 < 重力 a竖直向上 a竖直向下 超重状态 失重状态

超重还是失重由a方向决定,与v方向无关

超重和失重的现象

在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用!

0

弹簧测力计无法测量物 体的重力,但仍能测量 拉力或压力的大小。

无法用天平测量物体的质量

利用完全失重条件的科学研究

液体呈绝对球形

制造理想的滚珠

制造泡沫金属

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

再见


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