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1、第第7 7节节 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）问题情境：问题情境：1、牛顿第二定律的关系式，及关系式中各牛顿第二定律的关系式，及关系式中各符号的含义符号的含义2、物体的重力是怎样产生的？物体的重力是怎样产生的？3、我们通常怎样使用测力计测量物体的重我们通常怎样使用测力计测量物体的重力呢？力呢？F合=ma由于地球的吸引而产生的由于地球的吸引而产生的当物体处于静止时测量当物体处于静止时测量物物体体随随电电梯梯运运动状态动状态速度方向速度方向 加加速速度度方方向向合力方向合力方向 支持力与重力大支持力与重力大小关系小关系静静止止-支持力支持力_重力重力竖直竖直上升上升匀速匀
2、速-支持力支持力_重力重力加速加速支持力支持力_重力重力减速减速支持力支持力_重力重力竖直竖直下降下降匀速匀速-支持力支持力_重力重力加速加速支持力支持力_重力重力减速减速支持力支持力_重力重力=上上上上上上上上上上上上上上下下下下下下下下下下下下下下超重超重：物体对支持物的压力（或对悬挂：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物的拉力）大于大于物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。失重失重：物体对支持物的压力（或对悬挂：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物的拉力）小于小于物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。思考问题：物体在超重和失重时，会做什么运动思考问题：物体在超重和失重时，会做
3、什么运动？加速度又有什么特点加速度又有什么特点？一、超重、失重的定义一、超重、失重的定义减速上升减速上升减速上升减速上升NGNGNG超重超重超重超重加速下降加速下降加速下降加速下降NGNGNG超重超重超重超重：物体具有物体具有向上向上的加速度时，它就的加速度时，它就处于处于超重超重状态；状态；物体具有物体具有向下向下的加速度时，的加速度时，它就处于它就处于失重失重状态，状态，与运动的方向无关。与运动的方向无关。mvmvmvmvGNNGNGGN二、超重和失重的条件二、超重和失重的条件例：升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的人质量是50kg，人对升降机地板的压力是多大？如图，人
4、站在升降机的测力计上，测力计的示数是多大？解：人在升降机中受重力和地面的支持力取竖直向上为正方向根据牛顿第二定律得F-G=maF-G=ma由此可得由此可得 F=F=G+maG+ma=m(g+a)代入数据得525根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也是525，方向竖直向下，所以测力计的示数就是525若人站在升降机里和升降机一起以重力加速度g下降，测力计的示数是多少？思考：分析：以人为研究对象，人受到分析：以人为研究对象，人受到重力和支持力作用根据牛重力和支持力作用根据牛顿第二定律得顿第二定律得G-F=mG-F=m=mg=mg由此可得支持力由此可得支持力由此可得支持力由此可得支持力F F根据牛顿第
5、三定律，人对地板的根据牛顿第三定律，人对地板的压力也是，测力计的示数是压力也是，测力计的示数是完全失重现象：完全失重现象：当物体对支持物的压力（或对当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态全失重状态GF=0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，但仍能测量拉力的大小。拉力的大小。拉力的大小。拉力的大小。无法用天平测量物无法用天平测量物体的质量体的质量完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！分析：当杯子自
6、由下落时，杯中的分析：当杯子自由下落时，杯中的分析：当杯子自由下落时，杯中的分析：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全失重状态，水的内部没水处于完全失重状态，水的内部没水处于完全失重状态，水的内部没水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但杯子中有压力，故水不会喷出。但杯子中有压力，故水不会喷出。但杯子中有压力，故水不会喷出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是水的重力仍然存在，其作用效果是水的重力仍然存在，其作用效果是水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。用来产生重力加速度。用来产生重力加速度。用来产生重力加速度。完全失重实验完全失重实验侧面有一个洞的水瓶里面装满水，
7、让水瓶侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？为什么？三三、超重和失重的实质超重和失重的实质物体处于超重或失重状态时，只是物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或物体对悬线物体对支持物的压力或物体对悬线的拉力大于或小于物体的重力，物的拉力大于或小于物体的重力，物体受到的体受到的重力大小和方向还是不变重力大小和方向还是不变的的。四四、超重和失重现象的应用超重和失重现象的应用人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只提供了加速度。航天飞机中的人和物都航天飞机中的人和物都处于处于状态。状
8、态。近地卫近地卫近地卫近地卫星星星星远离地球的卫星远离地球的卫星远离地球的卫星远离地球的卫星航天器中的宇航航天器中的宇航航天器中的宇航航天器中的宇航员员员员g gg g0 0g g完全失重 地地球球超重超重失重失重完全失重完全失重力学力学特征特征物体所受的拉力物体所受的拉力T或支持力或支持力FN_重力重力物体所受的拉力物体所受的拉力T或支持力或支持力FN_重力重力物体所受的拉力物体所受的拉力T或支持力或支持力FN_运运动动学特学特征征a的方向的方向_物物体体可可能能的的运运动动状状态态：向上做向上做_运运动动向下做向下做_运运动动a的方向的方向_物物体体可可能能的的运运动动状状态态：向上做向上
9、做_运运动动向下做向下做_运运动动a为为_例如前面所学例如前面所学习习的物的物体做体做_运运动动时时，物体就，物体就处处于完全于完全失重状失重状态态小结：小结：竖直向上竖直向上加速加速减速减速竖直向下竖直向下加速加速减速减速=0g自由落体自由落体弹簧秤（台秤）的示数表示的弹簧秤（台秤）的示数表示的弹簧秤（台秤）的示数表示的弹簧秤（台秤）的示数表示的是物体对弹簧秤的拉力大小是物体对弹簧秤的拉力大小是物体对弹簧秤的拉力大小是物体对弹簧秤的拉力大小（物体对台秤压力大小）（物体对台秤压力大小）（物体对台秤压力大小）（物体对台秤压力大小）FFFFGG1、超重：（l）超超重重现现象象：物物体体对对支支持持
10、物物的的压压力力（或或对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力）大大于于物物体体所所受受重重力力的的情情况况称称为为超超重重现现象象（2）超超重重的的动动力力学学特特征征：支支持持面面（或或悬悬线线）对对物物体的（向上）作用力大于物体所受的重力体的（向上）作用力大于物体所受的重力（3）超超重重的的运运动动学学特特征征：物物体体的的加加速速度度向向上上，它它包包括括可可能能的的两两种种运运动动情情况况：向向上上加加速速运运动动或或向向下下减速运动减速运动2、失重（1）失失重重现现象象：物物体体对对支支持持物物的的压压力力（或或对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力）小小于于物物体体所所受受重重力力的的情情况况称称为为
11、失失重重现象现象（2）失失重重的的动动力力学学特特征征：物物体体对对支支持持物物的的压压力力（或对悬挂物的拉力）（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力小于物体所受的重力 （3）失重的运动学特征：失重的运动学特征：物体的加速度向下，物体的加速度向下，它包括可能的两种运动情况：向下加速运动或向它包括可能的两种运动情况：向下加速运动或向上减速运动上减速运动（1）完全失重）完全失重现象：当物体象：当物体对支持物的支持物的压力力（或（或对悬挂物的拉力）等于零挂物的拉力）等于零时，我，我们称物体称物体处于完全失重状于完全失重状态（2）完全失重的）完全失重的动力学特征：物体力学特征：物体处于完全失于完全失重状重状态时，物体，物体对支持物的支持物的压力力（或（或对悬挂物挂物的拉力）的拉力）为零零（3）完全失重的运）完全失重的运动学特征：物体学特征：物体处于完全失于完全失重状重状态时加速度加速度竖直向下且等于重力加速度。直向下且等于重力加速度。3、完全失重、完全失重人在体重计上迅人在体重计上迅速下蹲至静止速下蹲至静止的过程中，体的过程中，体重计的示数怎重计的示数怎样变化？样变化？五、课外探究活动五、课外探究活动