4.7用牛顿定律解决问题(二)
自主探思
小星家住十八楼,每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼.上学时,在电梯里,开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉,背的书包也感觉变“轻”了.快到底楼时,他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉,背的书包也觉得变“重”了.每次放学回家,感觉跟这相似.这是什么原因呢?
合作讨论
我国第一位航天员杨利伟说:“船箭分离时,我感到有一种忽然腾空的感觉,大家在北京航天指挥控制中心的屏幕上看到我时,都是半躺在椅子上,这主要是为了让固定摄像能够拍摄到我的全身,事实上在太空飞行中,我还多次在舱内飘浮起来,比如进行太空拍摄的时候,”此时杨利伟还受重力吗?
探究新知
学点1 超重与失重
实验探究
(1)如图4-7-21在弹簧秤上挂一个重物,观察并记住静止时弹簧秤的读数.让挂着重物的弹簧秤缓慢地向上和向下做匀速运动,观察弹簧秤的读数有无变化?
(2)用力使挂着重物的弹簧秤突然向上做加速运动,在加速期间弹簧秤读数有无变化?让弹簧秤在下降过程中突然减速, 看示数有无变化?各怎样变化?
(3)让弹簧秤挂着重物,突然由静止开始下降,在这一过程中,弹簧秤示数有无变化?让弹簧秤在上升过程中突然减速,看示数有无变化?各怎样变化?
知识归纳
(1)超重
①超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象.
②超重的动力学特征:支持面(或悬线)对物体的(向上)作用力大于物体所受的重力.
③超重的运动学特征:物体的加速度向上,它包括可能的两种运动情况:向上加速运动或向下减速运动.
物体具有向上的加速度时,根据牛顿第二定律有:F-mg=ma可得F=m(g+a)>mg
(2)失重
①失重现象:物体对支持物(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.
当物体对支持物(或对悬挂物的拉力)等于零时,我们称物体处于完全失重状态.
②失重的动力学特征:支持面(或悬线)对物体的(向上)作用力小于物体所受的重力,物体处于完全失重状态时,这一作用力为零.
③失重的运动学特征,物体的加速度向下,它包括可能的两种运动情况:向下加速运动或向上减速运动.物体处于完全失重状态时a=g.
物体具有向下的加速度时,根据牛顿第二定律有:mg-F=ma
可得F=m(g-a)<mg,当a=g时,F=0,此为完全失重状态