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1、第四章 牛顿运动定律 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标学习目标：1、学会通过实验探究物体加速度与、学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系力、质量的关系2、在实验中掌握打点计时器的用法、在实验中掌握打点计时器的用法3、对自己的实验结果进行归纳分析、对自己的实验结果进行归纳分析什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的的原因由牛顿第一定律可知力是改变物体运动
2、状态的的原因由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？空车更容易被推动空车更容易被推动由此可猜想加速度还与质量有关由此可猜想加速度还与质量有关那这些猜想是否正确？如果正确，那这些猜想是否正确？如果正确，究竟加速度与质量以及外力又究竟加速度与质量以及外力又有什么具体关系呢？有什么具体关系呢？新课导入新课导入控制变量法控制变量法实验探究实验探究:加速度与力、质量的关系加速度与力、质量的关系“a”与与“F”、“m”二个物理量均有关系
3、，应该从何处入手呢二个物理量均有关系，应该从何处入手呢？所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面：所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面：一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系时；一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系时；二是保证外力一定，探究加速度与质量的关系时。二是保证外力一定，探究加速度与质量的关系时。最后综合得出加速度与质量及外力的关系。最后综合得出加速度与质量及外力的关系。在初中阶段我们研究在初中阶段我们研究“欧姆定律欧姆定律”、“导体电阻的影响因素导体电阻的影响因素”时都接触到一种方法是？时都接触到一种方法是？研究方法研究方法探究实验探究实验一、实验器材：一、实验器材：小
4、车、打点计时器、纸带、一端带滑小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平刻度尺、天平1、小车质量的测量用、小车质量的测量用。天平天平2、打点计时器的用途是：、打点计时器的用途是：打出纸带，打出纸带，测量计算小车的加速度。测量计算小车的加速度。3、如何才能给小车提供一个恒定的、如何才能给小车提供一个恒定的合外力？合外力？4、如何来测量小车所受的合外力？、如何来测量小车所受的合外力？例例1 1、如、如图图一个木一个木块块正在正在倾倾角角为为为为的的 三角斜面上匀速下滑，三角斜面上匀速下滑，试试求斜面求斜面 的的动动摩擦因数。摩擦因数。问
5、问2 2：如果此：如果此时给时给物体加上一个沿斜面向物体加上一个沿斜面向 下的力下的力F F，那物体，那物体现现在受到的合外在受到的合外 力是多少？力是多少？NGcosGsinG 5、如何来平衡摩擦力？、如何来平衡摩擦力？我我们们将将长长木板木板倾倾斜一定角度斜一定角度，此时此时物体在斜面上物体在斜面上,受到的合外力为受到的合外力为0。做。做实验时肯定无法这么准确，我们只要实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断）断）6、绳子的拉力等于钩码的重量吗？、绳子的拉力等于钩码的重
6、量吗？为什么？为什么？不等于！因为钩码向下加速，所以绳不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。子的拉力小于钩码的重力。7、什么情况下钩码重力可以近似等于、什么情况下钩码重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？绳子拉力即小车所受的合外力？当砂和砂桶质量比小车质量小得多时当砂和砂桶质量比小车质量小得多时（1/6），绳子的拉力近似等于砂和），绳子的拉力近似等于砂和砂桶的重力，即小车受到合外力近似砂桶的重力，即小车受到合外力近似等于砂和砂桶的重力。等于砂和砂桶的重力。实验实验装置装置图图A、加速度与合外力的关系、加速度与合外力的关系实验基本思路：实验基本思路：保持物体的质量不变，测
7、量物体在不同的合力 作用下物体的加速度，分析加速度与合外力 的关系。F F/N Na/ma/ms s-2-20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5当小当小车质车质量不量不变时变时次数次数F/NF/Na/m a/m s s-2-21 12 23 34 45 50.10 0.1460.10 0.1460.20 0.3020.20 0.3020.30 0.4280.30 0.4280.40 0.5920.40 0.5920.50 0.7510.50 0.751数数据据处处理理
8、：加加速速度度与与力力的的关关系系如何更直如何更直如何更直如何更直观地处理观地处理观地处理观地处理数据？数据？数据？数据？B、加速度与质量的关系、加速度与质量的关系:实验的基本思路：实验的基本思路：保持物体所受的合外 力相同，测量不同质 量的物体在该力的作 用下的加速度，分析 加速度与质量的关系。m m/kgkga/ma/ms s-2-20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/ma/ms s-2-20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1
9、.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5/kg/kg-1 1m m1 1当当拉拉力力不不变变时时次数次数m/kgm/kga/m a/m s s-2-21 12 23 34 45 5数数据据处处理理：加加速速度度与与质质量量的的关关系系/kg/kg-1-12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.8610.400 0.8610.5000.500 0.6920.6920.7500.750 0.4700.4701.0001.000 0.3520.3521.2001.200 0.2900.290另一种方案
10、另一种方案以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子实验器材：实验器材：由于两小车同时启动、同时停止由于两小车同时启动、同时停止,故故运动时间相同运动时间相同怎样测量（或比较）物体的加速度怎样测量（或比较）物体的加速度实验数据处理实验数据处理:F1/F2x1/x201、加速度与力的关系次数 1234M2/M1x1/x202、加速度与质量的关系:次数1234牛顿第二定律牛顿第二定律:（1）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体 的质的质（2）数学表达式：）数学
11、表达式：aF=kma即：即：当各物理量均选国际单位时，当各物理量均选国际单位时，k=1,则有：则有：F =m a (3)1N定义：使质量是定义：使质量是1kg的物体产生的物体产生1m/s2加速度的力加速度的力 叫做叫做1N，即，即N=1kg m/s2 F ,a1/m，量成反比。量成反比。牛顿第二定律更一般的表述：牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度的大小跟所受的合外力成正比；跟物体物体的加速度的大小跟所受的合外力成正比；跟物体的质量成反比的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同加速度的方向跟合力的方向相同F=m a,FF=m a,F为合外力为合外力如图，由此可见，要使赛车在如图，由此可见，
12、要使赛车在最短时间内达到最大速度，除最短时间内达到最大速度，除了要有较大的牵引力外，了要有较大的牵引力外，还应选用轻型材料使赛车的质还应选用轻型材料使赛车的质量尽可能小量尽可能小对牛顿运动定律的理解：对牛顿运动定律的理解：（1 1）a a与与F F合合的关系的关系统一性：定律中的物理量的单位必须统一用国际单位制，统一性：定律中的物理量的单位必须统一用国际单位制，即力用即力用N为单位，质量用为单位，质量用kg为位，加速度用为位，加速度用m/s2为单位为单位 矢量性：加速度方向始终和引起这个加速度的外力一致矢量性：加速度方向始终和引起这个加速度的外力一致 同时性：加速度和合外力是瞬时对应的关系，有
13、外力才有同时性：加速度和合外力是瞬时对应的关系，有外力才有加速度，外力不变，加速度不变，外力随时间改变，加速度也加速度，外力不变，加速度不变，外力随时间改变，加速度也随时间改变，外力停止作用，加速度随即消失随时间改变，外力停止作用，加速度随即消失独立性：每个外力对应于一个加速度，合外力对应于合加独立性：每个外力对应于一个加速度，合外力对应于合加速度速度对牛顿运动定律的理解：对牛顿运动定律的理解：F合合一定一定a一定一定匀变速运动匀变速运动F合合变化变化a变化变化非匀变速运动非匀变速运动F合合=0a=0 静止或匀速静止或匀速（2）力和运动的关系）力和运动的关系反馈练习：反馈练习：下面说法正确的是
14、（）下面说法正确的是（）A、物体所受合外力越大，加速度越大。、物体所受合外力越大，加速度越大。B、物体所受合外力越大，速度也越大。、物体所受合外力越大，速度也越大。C、物体在外力作用下做匀加速直线、物体在外力作用下做匀加速直线运动，运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐减小，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐减小，物体的速度物体的速度也逐渐减小。也逐渐减小。D、物体的加速度不变一定受恒力作用，物体的、物体的加速度不变一定受恒力作用，物体的加速度改变一定不受恒力作用。加速度改变一定不受恒力作用。DF Fa a0 0某同学根据测量数据画出某同学根据测量数据画出a-F图图线，表明实验中的问题是
15、线，表明实验中的问题是:没有平衡掉摩擦力没有平衡掉摩擦力动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题、已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况、已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况、已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况动力学问题的求解动力学问题的求解、基本思路、基本思路加速度是连接加速度是连接”力力”和和”运动运动”的桥梁的桥梁、一般步骤：、一般步骤：确定研究对象确定研究对象进行受力情况及运动状态分析进行受力情况及运动状态分析选取正方向选取正方向统一单位，代入求解统一单位，代入求解检验结果检验结果动力学问题的求解动力学问题的求解动力学问题的求
16、解动力学问题的求解、注意事项、注意事项（1）同体）同体（2）同向）同向（3）同时）同时（4）同单位制（）同单位制（SI制）制）倡导对问题先作定性和半定量分析，弄清倡导对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景、找到正确解题的关键，问题的物理情景、找到正确解题的关键，以养成良好的思维品质和解题习惯。以养成良好的思维品质和解题习惯。一个静止在水平地面上的物体，质量是一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N。求物。求物体体4s末的速度和末的速度
17、和4s内发生的位移。内发生的位移。一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m=75kg，以以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角速地滑下，山坡的倾角=300，在在t=5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力包括滑动摩擦力和空气阻力)。一辆载货的汽车一辆载货的汽车,总质量为总质量为4.0103Kg，运动中，运动中所受阻力恒为所受阻力恒为1.6103N，在不变的牵引力作用，在不变的牵引力作用下由静止启动，若牵引力为下由静止启动，若牵引力为.8103N，问：，问：启动启动10s后汽车的速度达到多
18、少？启动后汽车的速度达到多少？启动10s内汽内汽车的位移是多少？车的位移是多少？木块质量为木块质量为8kg，放在水平地面上，在，放在水平地面上，在2N的水的水平恒力作用下从静止开始运动，经平恒力作用下从静止开始运动，经5s，位移为，位移为2.5m。求。求（1）木块运动的加速度）木块运动的加速度（2）摩擦力的大小）摩擦力的大小（3）若拉力作用）若拉力作用10s后撤去，木块还能滑行后撤去，木块还能滑行多远？多远？如图所示，质量如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加大小的水平地面上，现对物体施加大小F=10N与水平与水平方向夹角方向夹角370的斜向上的拉力
19、，的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取取g=10m/s2，求物体，求物体5s末的速度及末的速度及5s内的位移。内的位移。如图所示，质量如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的水的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加与水平方向夹角平地面上，现对物体施加与水平方向夹角370的斜向上的拉力的斜向上的拉力F作用，使物体向右做匀加作用，使物体向右做匀加速直线运动。已知速直线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取取g=10m/s2，第，第5s末的速度为末的速度为20m/s,求拉力求拉力F的的大小。
20、大小。如图所示，质量如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数面上，物体与水平面的滑动摩擦因数0.25。现对物体施加大小现对物体施加大小F=10N与水平与水平方向夹角方向夹角370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知线运动。已知sin370=0.6,cos370=0.8取取g=10m/s2，求物体第，求物体第5s末的速度及末的速度及5s内的位内的位移各为多少。移各为多少。如图所示，小物块以如图所示，小物块以4m/s的初速度从倾角的初速度从倾角为为30o的斜面底端向上滑，物块与斜面间的的斜面底端向上
21、滑，物块与斜面间的动摩擦因数为动摩擦因数为，g取取10m/s2，斜面足够，斜面足够长，则：长，则：(1)上滑多长时间，速度减小一半？上滑多长时间，速度减小一半？(2)物块上滑的最大距离是多少物块上滑的最大距离是多少?v质质量量为为100t的的机机车车从从停停车车场场出出发发，经经225m后后，速速度度达达到到54kmh，此此时时，司司机机关关闭闭发发动动机机，让让机机车车进进站站，机机车车又又行行驶驶125m才才停停在在站站上上设设运运动动阻阻力力不不变变，求求机机车关闭发动机前所受到的牵引力车关闭发动机前所受到的牵引力如图所示，一质量为如图所示，一质量为m=5kg的物体沿水平地面向的物体沿水
22、平地面向左运动，与地面间的动摩擦系数为左运动，与地面间的动摩擦系数为=0.4，当物，当物体向左的水平速度为体向左的水平速度为1=10m/s开始受到一个水开始受到一个水平向右的拉力平向右的拉力F=30N作用。作用。g取取10m/s2，问问(1)经过多长时间物体的时间变为经过多长时间物体的时间变为8m/s向右运向右运动动?(2)这段时间内物体通过的位移是多大这段时间内物体通过的位移是多大?其方向如其方向如何何?F1000T的列车由车站出发做匀加速直线运动，列的列车由车站出发做匀加速直线运动，列车经过车经过100s，通过的路程是，通过的路程是1000m，已知运动，已知运动阻力是车重的阻力是车重的0.
23、005倍，求列车机车的牵引力倍，求列车机车的牵引力?一颗质量为一颗质量为20g的子弹以的子弹以500m/s的速度击穿的速度击穿一块厚度为一块厚度为4cm的固定木块后，速度变为的固定木块后，速度变为400m/s，求：子弹在穿过木块时所受的平均，求：子弹在穿过木块时所受的平均阻力阻力.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.2高处自由下高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0高
24、处。已知运动员与网接触的时间为高处。已知运动员与网接触的时间为1.2，若，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（理，求此力的大小（g取取10m/s2）。）。一质量为一质量为2kg的物体静止在水平地面上，在的物体静止在水平地面上，在10N的水平拉力作用下，沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下，沿水平地面向右运动。已知物体与水平地面间的滑动摩擦系数为已知物体与水平地面间的滑动摩擦系数为0.2，求：，求：1)物体的加速度和物体的加速度和2s内的位移多大？内的位移多大？2)如果该拉力改为斜向上如果该拉力改为斜向上37方向，物体的加方向，
25、物体的加速度和速度和2s内的位移多大？内的位移多大？例题剖析：例题剖析：某高度公路列车的最大运行速度可达某高度公路列车的最大运行速度可达270km/h,机车持续机车持续牵引力为牵引力为157设列车的总质量为设列车的总质量为100 t,列车所受阻力为列车所受阻力为重力的重力的.1 如果列车受该持如果列车受该持续牵引力牵引做匀加速直线运续牵引力牵引做匀加速直线运动，列车从开始启动到列车达动，列车从开始启动到列车达到最大运行速度共需要多长到最大运行速度共需要多长时间？时间？迷你实验：迷你实验：解析：解析：由于小球要随瓶子由于小球要随瓶子向右做匀加速直线向右做匀加速直线运动，根据矢量性运动，根据矢量性
26、即合外力应与加速即合外力应与加速度方向相同可知合度方向相同可知合力水平向右，对其力水平向右，对其进受力分析可知小进受力分析可知小球在水平方向会有球在水平方向会有偏离偏离例题剖析：例题剖析：如图如图1所示为竖直平面内的半径为所示为竖直平面内的半径为R的圆环，的圆环，AB是它的竖直直径，是它的竖直直径，AC是光滑的斜面轨道。是光滑的斜面轨道。一个小球从一个小球从A点由静止开始沿点由静止开始沿AC斜面滑下，斜面滑下，求下滑的时间。求下滑的时间。拓展：在图拓展：在图3中，中，AB是圆的竖直直径，小球沿不是圆的竖直直径，小球沿不同的光滑斜面轨道由静止下滑，所需的时间相等。同的光滑斜面轨道由静止下滑，所需
27、的时间相等。牛顿运动定律的牛顿运动定律的应用（二）应用（二）一、共点力物体的平衡：一、共点力物体的平衡：1、平衡状态：2、平衡条件：一个物体在共点力作用力下，如果保持一个物体在共点力作用力下，如果保持 静止静止或者或者做匀速直线运动做匀速直线运动，我们就说这个物，我们就说这个物 体处于平衡状态。体处于平衡状态。静止或静止或匀速直匀速直线运动线运动V0a=0F合合0共点力作用下物体的平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件：合外力为零合外力为零F合合=01、二力平衡条件：两个力大小相等、方向相反、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。作用在同一条直线上。2、三力平衡条件、三力平
28、衡条件 任意两个力的合力与第三个大小相等、任意两个力的合力与第三个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。方向相反、作用在同一条直线上。例题1、图中重物的质量为图中重物的质量为m，轻细线，轻细线AO和和BO的的A、B端是固定的，平衡时端是固定的，平衡时AD是水平的，是水平的，BO与水平面的与水平面的夹角为夹角为求求AO的拉力的拉力F1和和BO的拉力的拉力F2的大小的大小练习练习 如图所示，用两根绳子悬挂一个重力为如图所示，用两根绳子悬挂一个重力为20N的物体，物体处于静止。求两绳中的张的物体，物体处于静止。求两绳中的张力分别为多大？力分别为多大？3060 物体受三个不平行外力作用而平衡，则物体
29、受三个不平行外力作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内且为共点这三个力的作用线必在同一平面内且为共点力力GTFGN1N2 三力汇交原理三力汇交原理3、多力平衡条件、多力平衡条件当物体受到几个力共点力的作用而当物体受到几个力共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下平衡时，其中的任意一个力必定与余下的其它力的合力等大反向。的其它力的合力等大反向。正交分解法正交分解法Fx=0Fy=0如图所示，某物体在四个共点力作用下处于如图所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将平衡状态，若将F F4 45N5N的力沿逆时针方向转动的力沿逆时针方向转动90900 0，其余三个力的大小和方向都不
30、变，则此时其余三个力的大小和方向都不变，则此时物体所受合力为（）物体所受合力为（）A A、0 0B B、10N10NC C、D D、F4F3F2F1C课堂训练课堂训练1、如图，已知；、如图，已知；G=20N、=370、=0.5，求：，求：1）使物体沿竖直墙壁匀速向下运动的推力）使物体沿竖直墙壁匀速向下运动的推力F=？2）当当F=25N时时，物物体体静静止止，求求此此时时物物体体受受到到的的摩摩擦擦力？力？2、木木块块质质量量为为m，放放在在斜斜面面倾倾角角为为的的斜斜面面上上，物体恰好匀速下滑，则：物体恰好匀速下滑，则：（1）物体与斜面间的动摩擦因素）物体与斜面间的动摩擦因素=？（2）现现使使
31、物物体体沿沿斜斜面面匀匀速速上上滑滑，需需对对木木块块施施加加多少沿多少沿斜面向上的推力？斜面向上的推力？课堂训练3、如如图图，已已知知：=450、=300、G=100N，求：求：（1）两绳拉力各为多少？）两绳拉力各为多少？（2）若若绳绳1的的最最大大拉拉力力为为300N，绳绳2的的最最大大拉拉力为力为400N，则所挂物体最重为多少？，则所挂物体最重为多少？【几个概念】【几个概念】【几个概念】【几个概念】1.1.实重实重实重实重物体实际受到的重力大小称为实重。物体实际受到的重力大小称为实重。(即真实重量即真实重量)2.2.视重视重视重视重测量出来的重力大小称为视重。测量出来的重力大小称为视重。
32、(即表现出来的重量即表现出来的重量)3.3.超重超重超重超重视重大于实重，称为超重。视重大于实重，称为超重。4.4.失重失重失重失重视重小于实重，称为失重。视重小于实重，称为失重。5.5.完全失重完全失重完全失重完全失重视重等于零，称为完全失重。视重等于零，称为完全失重。【特别提醒】【特别提醒】【特别提醒】【特别提醒】无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。的。不同的只是重力的作用效果。aFF（一）超重现象（一）超重现象设重物的质量为设重物的质量为m，弹簧秤和重物以，弹簧秤和重物以加速度加速度a一起加
33、速上升。对弹簧秤下一起加速上升。对弹簧秤下重物受力分析如图：重物受力分析如图：由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F合合=F G=m a故：故：F=G+m a G由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力拉力拉力拉力 F=F G总结：当总结：当物体存在向上的加速度时，它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）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大于物体所受重力的现象称为超重现象超重现象。理论分析理论分析mg（二）失重现象（二）
34、失重现象设重物的质量为设重物的质量为设重物的质量为设重物的质量为2Kg2Kg，和弹簧秤以，和弹簧秤以，和弹簧秤以，和弹簧秤以2m/s2m/s2 2的加速度一起加速下降。的加速度一起加速下降。的加速度一起加速下降。的加速度一起加速下降。(g=10m/s(g=10m/s2 2)对对对对重物受力分析如图：重物受力分析如图：重物受力分析如图：重物受力分析如图：由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F合合=G F=m a故：故：故：故：F=G FF=G F合合合合 =m g m a=16N 20N=m g m a=16N 20N由牛顿第三定律可知，物体对弹簧秤的拉由牛顿第三定律
35、可知，物体对弹簧秤的拉由牛顿第三定律可知，物体对弹簧秤的拉由牛顿第三定律可知，物体对弹簧秤的拉力力力力F=F G 总结：当总结：当总结：当总结：当物体存在向下的加速度时，它对物体存在向下的加速度时，它对物体存在向下的加速度时，它对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）小于悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为物体所受重力的现象称为物体所受重力的现象称为物体所受重力的现象称为失重现象失重现象失重现象失重现象。理论分析理论分析F amgF思考：思考：如果加速度如果加速度a=g，则，则F
36、=？（三）完全失重（三）完全失重 当弹簧秤和重物以加速度当弹簧秤和重物以加速度当弹簧秤和重物以加速度当弹簧秤和重物以加速度 a=g a=g 竖直加速下降时，竖直加速下降时，竖直加速下降时，竖直加速下降时，F=G m g=0,F=G m g=0,物体对悬挂物的拉力（或对支持物物体对悬挂物的拉力（或对支持物物体对悬挂物的拉力（或对支持物物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，这就是的压力）为零，这就是的压力）为零，这就是的压力）为零，这就是“完全失重完全失重”现象现象现象现象。解：当可乐瓶自由下落时，可乐瓶中解：当可乐瓶自由下落时，可乐瓶中的水处于完全失重状态，水的内部没的水处于完全失重状态，
37、水的内部没有压力，故水不会流出。但可乐瓶中有压力，故水不会流出。但可乐瓶中水的重力仍然存在，其作用效果是用水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。来产生重力加速度。例例例例1 1：一个：一个：一个：一个 盛满水的可乐瓶底部有一小孔，静止在盛满水的可乐瓶底部有一小孔，静止在盛满水的可乐瓶底部有一小孔，静止在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，让可乐瓶自手中时，水会流出；如果突然松手，让可乐瓶自手中时，水会流出；如果突然松手，让可乐瓶自手中时，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？由下落时，会发生什么现象？为什么？由下落时，会发
38、生什么现象？为什么？由下落时，会发生什么现象？为什么？g理论分析理论分析下面所示的情况中，对物体下面所示的情况中，对物体下面所示的情况中，对物体下面所示的情况中，对物体mm来说，哪几种发生超重现象？来说，哪几种发生超重现象？来说，哪几种发生超重现象？来说，哪几种发生超重现象？哪几种发生失重现象？哪几种发生失重现象？哪几种发生失重现象？哪几种发生失重现象？mvamvamvamav甲甲甲甲乙乙乙乙丙丙丙丙丁丁丁丁NG NG NG 超重超重超重超重NG NG NG 超重超重超重超重 总结：物体具有总结：物体具有竖竖直向上直向上的加速度，即的加速度，即处于超重状态；物体处于超重状态；物体具有具有竖直向
39、下竖直向下的加速的加速度，即处于失重状态。度，即处于失重状态。与运动的方向无关。与运动的方向无关。GNGNGNGN1 1、超重和失重是一种物理现象。、超重和失重是一种物理现象。、超重和失重是一种物理现象。、超重和失重是一种物理现象。2 2、视重是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体、视重是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体、视重是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体、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。的拉力），是可以改变的。的拉力），是可以改变的。的拉力），是可以改变的。3 3、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还、物体的重力与运动状态无关，不
40、论物体处于超重还、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还、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。是失重状态，重力不变。是失重状态，重力不变。是失重状态，重力不变。规律：规律：规律：规律：视重视重视重视重 重力重力重力重力 a a竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上 超重状态超重状态超重状态超重状态视重视重视重视重 重力重力重力重力 a a竖直向下竖直向下竖直向下竖直向下 失重状态失重状态失重状态失重状态超重还是失重由超重还是失重由超重还是失重由超重还是失重由a a方向决定，与方向决定，与方向决定，与方向决定，与v v方向无关方向无关方向无关方向无关本节内容总结本节
41、内容总结0在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。拉力或压力的大小。拉力或压力的大小。拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量【观察与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？【观察与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？【观察
42、与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？【观察与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形液体呈绝对球形液体呈绝对球形液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造泡沫金属制造泡沫金属制造泡沫金属制造泡沫金属 据据报报道道，美美国国一一产产妇妇在在完完全全失失重重的的飞飞船船里里曾曾产产下下一一男男孩孩，现现约约8岁岁，该该男男孩孩所所表表现现出出的的智智力力和和体体力力远远远远超超过过了了同同龄龄儿儿童童，被被美国人戏称为美国人戏称为“小超人小超人”。在在完完全全失失重重的的空空间间里里，科科学学家家们们可可以以进
43、进行行大大量量的的生生物物、生生理理、生生化化、物物理理、医医学学等等实实验验，并并能能取取得得地地面面上上进进行行同同样样实实验验无无法法达达到到的的优优秀秀效效果果。完完全全失失重重的的空空间间里里还还有有许许多多未未被被开开垦垦的的处处女女地地，各各国国宇宇航航局局都都力力图图率率先先在在这这些些领领域域取取得得突突破破性性进进展展，为为此此，发发达达国家的宇航局也曾向世人征求可在飞船里进行实验的方案。国家的宇航局也曾向世人征求可在飞船里进行实验的方案。北京市一名中学生曾设计出一个方案：即研究在完全失重的北京市一名中学生曾设计出一个方案：即研究在完全失重的条件下，人的思维反应速度是不变、
44、变快还是变慢。受到了发达条件下，人的思维反应速度是不变、变快还是变慢。受到了发达国家宇航局的关注。国家宇航局的关注。如果在座的各位同学在这方面有什么奇思妙想，不妨寄与我如果在座的各位同学在这方面有什么奇思妙想，不妨寄与我国宇航部门，希望将来在我国飞船上进行的实验里，有你们设计国宇航部门，希望将来在我国飞船上进行的实验里，有你们设计的方案。的方案。如图，木块如图，木块A与与B用一轻弹簧相连，竖直放在木用一轻弹簧相连，竖直放在木块块C上，三者静止与地面，它们的质量之比是上，三者静止与地面，它们的质量之比是1 2 3。设所有接触面都光滑，当沿水平方向。设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出迅速抽出C的瞬间，的瞬间，A和和B的加速度分别为多的加速度分别为多少？少？ABC一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为m的秤的秤盘，盘中有一质量为盘，盘中有一质量为m的物体。当盘静止时，的物体。当盘静止时，弹簧长度比自然长度伸长了弹簧长度比自然长度伸长了L；今向下拉盘，；今向下拉盘，使弹簧再伸长使弹簧再伸长L以后停止，然后松手放开。以后停止，然后松手放开。求刚刚松手时，物体对盘压力多大？求刚刚松手时，物体对盘压力多大？