超重和失重知识点梳理和练习.docx
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超重和失重知识点梳理和练习
超重和失重知识点梳理和练习
一、课堂导入
回顾牛顿第一定律和牛顿第二定律
二、新课传授
一、共点力的平衡
一个物体在共点力作用力下,如果保持静止或者做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
共点力作用下物体的平衡条件是:
合力等于零,即F合=0。
1、二力平衡条件:
两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
2、三力平衡条件:
任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
3、解共点力平衡问题的基本思路
1、对研究对象进行受力分析,作出受力图。
2、物体在三个力作用下处于平衡状态,常用解题方法:
力的分解法、力的合成法。
状态
D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态
解析 本题考查对于平衡状态的判断,处于平衡状态的物体,从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合外力为零.速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项A错;物体相对于另一物体静止时,该物体相对地面不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,故选项B错;选项C符合平衡条件的判断,为正确选项;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平衡状态,选项D错. 答案 C
例2 如图26-2所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球处于静止状态.则该力可能为图中的( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
解析 根据平衡条件分析B的受力可知AB绳的拉力情况,从而确定A球的受力情况,根据平衡条件判断出作用在A球上的外力F的可能范围.
因为BO处于竖直方向,所以B只受重力和竖直绳OB的拉力,绳AB没有力的作用,故而可知A球只受三个力的作用:
重力,绳OA的拉力、外力.根据平衡条件,A所受合外力为零,即绳OA的拉力与重力的合力一定与第三个力是一对平衡力.绳OA拉力大小不确定,所以其与重力的合力可能范围在两力的夹角内,那么外力的范围是该角的对顶角,综上选项B、C正确. 答案 BC
变式训练1
(1)在例2中,如果去掉B球,只存在A球.A仍静止在图示位置,那么该题应选哪几项?
( )
(2)在例2中,若把OA换成一绕O点转动的轻杆,其他条件不变,又应选哪几项?
( )
解析
(1)从上面分析知绳AB无作用力,即有没有B球对本题无影响,故选项B、C正确.
(2)如果杆上产生的是拉力与原题相同,可能的范围不变;如果杆上产生的是压力,那么外力的可能方向应在竖直方向与OA夹角的锐角内.故换成杆后的范围增大了一个锐角.故选项B、C、D正确.
答案
(1)BC
(2)BCD
二、超重和失重
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
弹簧秤的示数是哪个力的?
物体拉弹簧的力的示数?
根据平衡条件和牛顿第三定律知道:
弹簧秤的示数等于物体重力的大小。
思考:
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?
分析:
物体的受力情况
物体向上加速时:
根据牛顿第二定律:
F-G=ma
F=ma+G=ma+mg=m(a+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。
1、超重
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。
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:
F-mg=ma
F=m(g+a)
F=910N
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。
超重对宇航员的影响
宇航员在飞船起飞和返回地面时,处于超重状态,特别是在升空时,超重可达重力的9倍,超重使人不适,起初会感到头晕、呕吐,超重达到3倍重力时既感到呼吸困难;超重达到4倍重力时,颈骨已不能支持头颅,有折断的危险。
所以升空时宇航员必须采取横卧姿势,以增强对超重的耐受能力。
条件:
物体存在向上的加速度
两种情况:
(1)加速上升
(2)减速下降
思考:
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?
物体向上减速时:
根据牛顿第二定律:
G-F=ma
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
2、失重
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。
例2、在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg
①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。
条件:
物体存在向下的加速度
两种情况:
(1)加速下降
(2)减速上升
3、完全失重
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的情况称为完全失重现象。
条件:
物体的的加速度等于g
两种情况:
(1)自由落体
(2)竖直上抛
太空中的失重环境
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都将处于完全失重状态。
物体将飘在空中;液滴成绝对的球形,宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别;食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……
超重和失重的本质:
重力不变,物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化
例1.下列四个实验中,不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()
A.用弹簧秤测物体的重力
B.用天平测物体的质量
C.用温度计测舱内的温度
D.用水银气压计测舱内气体的压强
在体重计上做下蹲的过程中,体重计的示数怎样变化?
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)。
如果人下蹲后又突然站起,情况又会怎样?
思考:
瓶中的水会流出吗?
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。
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。
三、巩固训练
1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种情况下,弹簧秤的读数最小:
C
A、升降机匀速上升
B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升
C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升
D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降
2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中,有一质量为m的人,下列说法中正确的是:
BD
A、此人对地球的吸引性为m(g+a)
B、此人对电梯的压力为m(g+a)
C、此人受的重力为m(g+a)
D、此人的视重为m(g+a)
四、师生小结
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 超重 失重 知识点 梳理 练习