4.7解决问题(二)第一节超重失重

4.7用牛顿运动定律解决问题（二）第一节超重与失重加速度受力分析运动分析maF合20021attvxatvv核心与桥梁利用加速度分析受力共同向右加速运动,m受力？mFva物块向左减速运动,m受力？am传送带带动两个物体共同运动，在传送带减速过程中，m受力？Vm总结：有加速度，就有产生加速度的合力合力是实际受力的矢量和aa传送带带动两个物体共同加速上升Va传送带带动两个物体共同减速上升V总结：有加速度，就有产生加速度的合力合力是实际受力的矢量和思考：竖直方向有加速度时，会有什么结果呢？用弹簧秤测物体的重力时，应使物体处于什么状态？物体处于平衡状态:F=G弹簧秤的示数是谁对谁施加的力？物体拉弹簧的力:F′根据牛顿第三定律：F′=F所以有：F′=G通常“秤的示数”也叫做视重为什么弹簧秤的示数等于物体重力的大小.GFF′用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速、减速运动，弹簧秤的示数如何变化？VaG故：T=G+maGF合=T—G=ma由牛顿第二定律得由牛顿第三定律可知：物体对弹簧称的拉力T′=TG总结：物体对竖直悬挂物的拉力大于物体所受重力的情况称为超重现象。T当弹簧称悬挂物体加速上升的时候（超重现象）正方向即：视重大于实际重力（一）（一）当电梯加速上升的时候aV设重物的质量为m，重物和电梯一起以加速度a加速上升。问：台秤示数多大？GFN由牛顿第二定律得F合=FN—G=ma故：FN=G+ma由牛顿第三定律可知：物体对台秤的压力F′G=FNG正方向总结：物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。即：视重大于实际重力（超重现象）思考：两种超重现象中，造成“视重”大于实际“重力”的根本原因是什么？GTaVGFNVa根本原因是：物体的加速度竖直向上竖直方向的运动，还有加速度竖直向上的情况么？a与v反向的情况：减速下降GFNaV加速上升（二）当电梯加速下降的时候设重物的质量为m，重物和电梯一起以加速度a加速下降。问：台秤示数怎样？由牛顿第二定律得F合=G—FN=ma故：FN=G—ma由牛顿第三定律可知：物体对台秤的压力F′G=FNGaGFN总结：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情况称为失重现象。（失重现象）V正方向即：视重小于实际重力（三）当电梯加速下降的加速度a=g时总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的这种状态，叫做完全失重状态。完全失重状态a=gVGFN正方向由牛顿第二定律得F合=G—FN=mgFN=G-mg=0问：台秤示数是多少？物体对支持面的压力为零即：视重等于零实际重力不变思考：两种超重现象中，造成“视重”小于实际“重力”的根本原因是什么？aGFNV物体的加速度竖直向下竖直方向的运动，还有加速度竖直向下的情况么？a与v反向的情况：减速上升aGFNV加速下降关于升降机(电梯）的几种运动，电梯受到物体压力的变化情况速度方向加速度方向压力与重力加速↑↑（超重）减速↑↓（失重）上升下降总结：超重或失重是由加速度的方向决定的，而跟物体的运动方向无关。加速↓↓（失重）减速↓↑（超重）例1：求下面描述的情况中，对m=60kg的人来说，电梯受到人的压力是多大？(g=)210/msA.以竖直向上加速的电梯里；B.以竖直向下减速的电梯里；C.以竖直向下加速的电梯里；D.以竖直向上减速的电梯里；210/ms25/ms24/ms23/ms例2：一个人在地面上最多能举起60kg的重物，在加速度方向向上，大小为1m/s2的电梯中，他最多能举起多少千克的重物。(g=10m/s2)（设同一个人所能提供的最大举力一定）解：设此人在电梯中所能举的物体的质量为m，对物体受力分析。G=mgFN根据牛顿第二定律得F合=FN—G=maFN=mg+ma所以m=FN/(g+a)=54.5kga依题意FN应等于此人的最大举力即FN=600N这说明一个什么现象呢？----产生了超重现象超重与失重第二节牵引绳带动吊篮运动，分析匀速时和加速时，吊篮中物体受力情况已知加速度判断受力加速时：GNf已知加速度判断受力水平推力下，物块和楔形块一起向右匀加速，若斜面光滑分析物块受力及力之间的关系aαGmaNXY几何法：ma为对角线正交分解法：垂直ma方向合力为零水平推力下，物块和楔形块一起向右匀加速，若斜面粗糙，分析斜面对物块的作用力与物块重力之间的关系已知加速度判断受力aαGmaF斜面maF斜面超重与失重速度方向加速度方向压力与重力加速↑↑（超重）减速↑↓（失重）上升下降总结：超重或失重是由加速度的方向决定的，而跟物体的运动方向无关。加速↓↓（失重）减速↓↑（超重）分析会超重还是失重？电梯加速上升电梯加速下降人由站立开始下蹲到蹲住不动方法：看a的方向方法：看人的重心的a的方向先失重，再超重，最后等于重力人由蹲姿到站姿，秤的示数如何变化？方法：看人的重心的a的方向先失重，再超重，最后等于重力用绳子拴住铁片，铁片被磁铁吸引拉直细绳。现剪断细绳，托盘弹簧秤示数，如何变化？托盘弹簧秤内有质量为M的支架，竖直杆上套有质量为m的铁环，用细绳悬挂在杆的顶端，整个装置静止。现在剪断细绳，铁环下滑，托盘弹簧秤示数，如何变化？GAB例题：A、B两个物块叠放一起，用秤称量重力，若GA=10N，GB=5N，则示数多大？FN整体法：AB视为一个物体二力平衡：FN=GA+GB=15N若B物体加速下滑，示数将大于15N还是小于15N？ayax失重：示数小于15Na超失重的理解：只要物体的加速度在竖直方向有分量，物体就会出现超失重现象ay向上，超重；ay向下,失重a传送带带动两个物体共同加速上升Vmm的支持力与重力谁大？失重还是超重？a传送带带动两个物体共同减速上升Vm的支持力与重力谁大？失重还是超重？甲图：物体匀速下滑，地面对斜面体的支持力________（大于或等于或小于）Mg+mg乙图：物体加速下滑，地面对斜面体的支持力________（大于或等于或小于）Mg+mgmmMM甲乙Va地面对斜面体有摩擦力么？等于小于甲图中没有摩擦力；乙图中有向左的摩擦力超重和失重超重定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于重力的现象叫超重。实质：重力不变，视重变大。条件：系统具有向上的加速度或加速度分量。失重定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于重力的现象叫失重。实质：重力不变，视重变小。条件：系统具有向下的加速度或加速度分量。完全失重：当向下的加速度a=g时，物体间没有压力。当杯自由下落时，容器、水和木块都处于完全失重状态，由于重力引起的浮力消失，所以物体仅受重力。浮力怎么变化？如图所示，分析杯自由下落时木块所受的浮力怎么变化。gG分析将杯竖直向上加速运动时，木块浸入水中的深度会保持不变，木块所受的浮力怎么变化？取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。▲提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。想想看，为什么？当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。▲让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？一个质量为70Kg的宇航员，如果在某一段时间内与火箭、航天飞机一道以a=g的加速度竖直升空，那麽宇航员所承受的竖直方向的压力有多大？分析：宇航员受重力G、压力N而竖直向上加速运动，由牛顿第二定律：N-G=ma∴N=ma+G=m〔a+g〕=2mg=1400NNGOa对地板压力，据牛顿第三定律：压力N′=N=1400N竖直向下多物体构成的系统，重心有竖直方向的加速度时，整个系统也会出现超失重现象练习1、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G，当此人突然下蹲的过程中，体重计的读数（）A先大于G，后小于GB先小于G，后大于GC大于GD小于GB思考：如果人下蹲后又突然站起，情况又会怎样？练习：托盘秤内有一个带细杆的底座，细杆竖直上面有一个小猴。静止时，秤的示数为Q，现在小猴匀速下滑，示数为P，P与Q的大小关系怎样？若小猴加速下滑，示数为W，W与Q的大小关系怎样？方法一：利用加速度a的判断方法方法二：隔离法，分析受力，求示数方法三：质点系牛顿第二定律法，分析系统受的外力，求示数例：绳悬吊一个长杆，杆上爬着一只猫，杆的质量为M，猫的质量为m。现剪断绳猫为了保持高度不下降而奋力向上爬，则此时杆的加速度多大？猫视为质点【例】底座A上装有一根直立长杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的圆环B，它与杆间有摩擦，当圆环以一定的初速度向上运动时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，求圆环在上升的过程中，水平面对底座的支持力分别是多大？mMa如图：M静止，倾角为θ,m减速下滑，地面对斜面体的支持力___（大于或等于或小于）Mg+mg地面对斜面体有摩擦力么？方向如何？如果m加速度大小为a，地面对M的摩擦力多大？Vθ【例】倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，已知斜面体的质量为M=10Kg，一质量为m=1.0Kg的木块正沿斜面体的斜面由静止开始加速下滑，木块滑行路程s=1.0m时，其速度v=1.4m/s，而斜面体保持静止。求：⑴求地面对斜面体摩擦力的大小及方向。⑵地面对斜面体支持力的大小。