牛頓第二定律應(yīng)用——超重和失重（一）超重現(xiàn)象vaG

以一個(gè)站在升降機(jī)里的體重計(jì)上的人為例分析：設(shè)人的質(zhì)量為m，升降機(jī)以加速度a加速上升。分析：對(duì)人和升降機(jī)受力分析如圖由牛頓第二定律得F合=N—G=ma故：N=G+ma人受到的支持力N大于人受到的重力G總結(jié)：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。再由牛頓第三定律得：壓力N/大于重力GN/NF合=N—G（二）失重現(xiàn)象

以站在升降機(jī)里的體重計(jì)上的人為例分析，設(shè)人的質(zhì)量為50Kg，升降機(jī)以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2)va分析：對(duì)人和升降機(jī)受力分析如圖G由牛頓第二定律得F合=G—N=ma故：N=G—ma=mg—ma=400N<500N人受到的支持力N小于人受到的重力G總結(jié)：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。再由牛頓第三定律得：壓力N/小于重力GN/NF合=G—N（三）完全失重

當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g

豎直加速下降時(shí)F合=G—N=ma

所以：N=G—mg=0,物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱?，這就是“完全失重”現(xiàn)象。應(yīng)用1：試分析當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶子中的水是否噴出？解：當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶子中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒有壓力，故水不會(huì)噴出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。例1：下面所示的情況中，對(duì)物體m來說，哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象？哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象？mvamvamvamav甲乙丙丁N<G

失重N>G

超重N<G

失重N>G

超重GNGNGNGN向上減速運(yùn)動(dòng)向上加速運(yùn)動(dòng)向下加速運(yùn)動(dòng)向下減速運(yùn)動(dòng)小結(jié):超重、失重、視重和重力的區(qū)別1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。2、視重是指物體對(duì)支物體的壓力（或懸掛物對(duì)物體的拉力），是可以改變的。3、物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。（G=mg）規(guī)律：視重>重力a豎直向上超重狀態(tài)視重<重力a豎直向下失重狀態(tài)超重還是失重由a決定，與v方向無關(guān)1、一個(gè)人站在醫(yī)用體重計(jì)的測(cè)盤上不動(dòng)時(shí)測(cè)得重為G，當(dāng)此人突然下蹲時(shí)，磅秤的讀數(shù)（）A先大于G，后小于GB先小于G，后大于GC大于GD小于G人下蹲過程分析：由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，速度增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最終速度變?yōu)榱?，故還有一個(gè)向下減速的過程，加速度向上（超重）。思考：如果人下蹲后又突然站起，情況又會(huì)怎樣？B2、原來做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，有一被拉長(zhǎng)彈簧拉住的具有一定質(zhì)量的物體A靜止在底板上，如圖，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可以判斷，此升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是:()

A、加速上升B、減速上升

C、加速下降D、減速下降分析：勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)物體所受靜摩擦力等于彈簧拉力，若物體突然被拉向右方，則所受摩擦力變小，壓力變小，故物體加速度向下，所以升降機(jī)可能向上減速或向下加速BCf=μN(yùn)F=kx3·一個(gè)質(zhì)量為70㎏的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍訒r(shí)，電梯以3m/s2的加速度勻減速下降，求此時(shí)他對(duì)電梯地板的壓力。（取g=10m/s2)分析：人在重力mg和支持力F的合力作用下，以3m/s2的加速度豎直向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。此時(shí)加速度方向向上，仍取豎直向上為正方向，據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=ma所以

F=m(a+g)=70×(3+10)=910N根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)地板的壓力大小也等于910N，方向豎直向下FGa4、一個(gè)人在地面上最多能舉起300N的重物，在沿豎直方向做勻變速運(yùn)動(dòng)的電梯中，他最多能舉起250N的重物。求電梯的加速度。(g=10m/s2)分析：對(duì)同一個(gè)人來說，他能提供的最大舉力是一定的，因此，它在電梯里對(duì)物體的支持力也為300N，對(duì)物體受力分析可求出F合，從而求出加速度。解：設(shè)物體的質(zhì)量為m，對(duì)其受力分析如圖。mgN得：F合

=N—G=300—250=50(N)

由題意：m=25Kg故：a=F合/m=2m/s2方向：豎直向上5·某人在地面上最多能舉起100千克的物體，若此人在一勻減速上升的電梯里最多能舉起125㎏的物體，則此電梯的加速度是多少？（取g=10m/s2)解：以該物體為研究對(duì)象，物體受重力和人對(duì)它的支持力，勻減速上升合力方向向下，故加速度向下。以豎直向下為正方向FGaF=m0g=100×10=1000NF合=G-F=ma125×10-1000=125aa=0.2m/s26·神舟6號(hào)載人飛船火箭組合體的質(zhì)量為500t，若點(diǎn)火啟動(dòng)后的加速度為8.6m/s2,不考慮飛船火箭組合體運(yùn)動(dòng)中的質(zhì)量變化和受到的阻力，求它受到的推力。（取g=10m/s2)分析以神舟6號(hào)載人飛船火箭組合體為研究對(duì)象。點(diǎn)火啟動(dòng)后，它受到推力F和重力G兩個(gè)力的作用，由它們的合力產(chǎn)生加速度a。現(xiàn)已知加速度和質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律即可求得F解：m=500t=500×103㎏=5×105㎏,G=mg=5×105×10=5×106N,a=8.6m/s2由F合=ma和F合=F-G，可得F=G+ma=5×106+5×105×8.6=9.3×106NFGa7·據(jù)《自然》雜志報(bào)道；最新研究表明，身長(zhǎng)僅6mm的昆蟲沫蟬。最高跳躍高度可達(dá)70cm，這相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)身高男性跳過210m高的摩天大樓，其跳躍能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人們以前所公認(rèn)的自然界跳高冠軍——跳蚤。當(dāng)沫蟬起跳時(shí)，加速度可達(dá)到4000m/s2。求它起跳時(shí)所承受的地面對(duì)它的支持力是其體重的多少倍。（取g=10m/s2)NGaF合=N-G=maN=G+ma=m(g+a)=m(10+4000)=4010m=401G8·升降機(jī)由靜止開始上升，開始2s內(nèi)勻加速上升了8m，以后3s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，最后2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減小到零。升降機(jī)內(nèi)有一質(zhì)量為10㎏的重物，求整個(gè)過程中重物對(duì)升降機(jī)地板的壓力，并作出升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像和重物對(duì)底板壓力的F-t圖像（取g=10m/s2)加速過程a1=？減速過程a2=？最大速度v=？8m/s4m/s22m/s2太空漫步為了全人類的和平進(jìn)步，中國(guó)人來到太空了