教育专题：超重与失重+流体阻力、收尾速度.ppt

一一.生活中的物理问题：生活中的物理问题：1.在一塑料瓶的靠近底部的侧面打一个小孔，静止时，在一塑料瓶的靠近底部的侧面打一个小孔，静止时，水会从小孔中射出，这是为什么？放手后让塑料瓶自由水会从小孔中射出，这是为什么？放手后让塑料瓶自由下落，水会不会从小孔中射出？为什么？下落，水会不会从小孔中射出？为什么？2.手里托一本书，手手里托一本书，手突然向上移动时突然向上移动时，有什么感觉？，有什么感觉？突然向下移动时突然向下移动时呢？实际做做看。呢？实际做做看。3.在电梯中放一个台秤，来称一个物体的重量，在电梯在电梯中放一个台秤，来称一个物体的重量，在电梯加速上升时，台秤读数有什么变化？减速至停止呢？加速上升时，台秤读数有什么变化？减速至停止呢？【实例实例】GFl压力如何求解？压力如何求解？l人对升降机地板的压力有多大？人对升降机地板的压力有多大？1.1.质量为质量为50Kg50Kg的人站在升降机地板上的人站在升降机地板上,l眼睛看到的示数，叫做眼睛看到的示数，叫做视重视重，等于压力。，等于压力。（一）静止时：（一）静止时：l如果人站在升降机地板的测力计上，测如果人站在升降机地板的测力计上，测力计的读数有多大？指针指示的是什么？力计的读数有多大？指针指示的是什么？l作出人的受力分析图。作出人的受力分析图。转化为求支持力转化为求支持力【实例实例】GF（二）升降机以（二）升降机以a=0.5m/s2加速上升：加速上升：F-mg=maF=mg+ma=50（10+0.5）N=525NF=525N测力计示数为测力计示数为 525N(大于大于500N).当升降机加速上升（或减速下降）时，物体对支持当升降机加速上升（或减速下降）时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫做物的压力大于物体的重力，这种现象叫做超重现象超重现象。注意：注意：超重不是重力变大了，是指压力大于重力超重不是重力变大了，是指压力大于重力。a1.质量为质量为50Kg50Kg的人站在升降机地板上的人站在升降机地板上,【实例实例】GF（三）升降机以（三）升降机以0.5m/s2向上减速至停止：向上减速至停止：mg-F=maF=mg-ma=50（10-0.5）N=475NF=475N测力计示数为测力计示数为 475N.（小于（小于500N）当升降机减速上升（或加速下降）时，物体对支持当升降机减速上升（或加速下降）时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫做物的压力小于物体的重力，这种现象叫做失重现象失重现象。注意：注意：失重不是重力减小了，是指压力小于重力失重不是重力减小了，是指压力小于重力。a1.质量为质量为50Kg的人站在升降机地板上的人站在升降机地板上,【实例实例】GF（四）升降机自由下落：（四）升降机自由下落：mg-F=maF=mg-ma=5010N-5010 N=0NF=0N测力计示数为测力计示数为 0N.当升降机自由下落时，物体对支持物没有压力，这当升降机自由下落时，物体对支持物没有压力，这种现象叫做种现象叫做完全失重现象完全失重现象。注意：注意：“完全失重完全失重”不不是重力消失了，是指是重力消失了，是指 对支持物没有压力，物体重力没变对支持物没有压力，物体重力没变。a=g1.质量为质量为50Kg50Kg的人站在升降机地板上的人站在升降机地板上,一、超重一、超重1 1、定义：物体对支持物的压力（或、定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象。重力的现象，称为超重现象。向上加速向上加速 向下减速向下减速向上的加速度向上的加速度 2 2、结论、结论超重时，重力并未改变超重时，重力并未改变二、失重二、失重定义：定义：对支持物的压力对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力)小于小于物重的现象，叫做失重。物重的现象，叫做失重。结论结论：向下加速向下加速 向上减速向上减速向下的加速度向下的加速度 失重时，重力并未改变失重时，重力并未改变完全失重完全失重：当当a=g竖直下降时，竖直下降时，F=G F=G-m g=0m g=0，物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零力）为零，好像完全没有了重力。实际上重力，好像完全没有了重力。实际上重力未变。未变。超重和失重超重和失重【问题问题】（1）有人说：）有人说：“物体向上运动时，发生超重现象；物体向上运动时，发生超重现象；向下运动时，发生失重现象向下运动时，发生失重现象”，这句话对吗？，这句话对吗？（2）在楼上将一个物体抛出去，物体在落地之前）在楼上将一个物体抛出去，物体在落地之前 发生了完全失重现象，你认为这句话对吗？发生了完全失重现象，你认为这句话对吗？（3）如果将两个物体叠放在一起抛出去，则上面）如果将两个物体叠放在一起抛出去，则上面 的物体对下面的物体有无压力作用？为什么？的物体对下面的物体有无压力作用？为什么？超重和失重超重和失重【实验回顾实验回顾】请你利用请你利用“超重超重”“失重失重”的有关知识解的有关知识解释释:1.1.为什么当塑料瓶自由下落时，瓶中的水为什么当塑料瓶自由下落时，瓶中的水不会流出来？不会流出来？2.2.利用弹簧秤和钩码，体验超重和失重现利用弹簧秤和钩码，体验超重和失重现象。象。例例1 如图：一架电梯匀减速向上运如图：一架电梯匀减速向上运动，请在图动，请在图1中标出加速度方向。中标出加速度方向。在选项中哪个图正确表示了作用在选项中哪个图正确表示了作用在电梯上的力的情况？（在电梯上的力的情况？（F为钢为钢索拉力，索拉力，G为重力）为重力）v图1AFBFGCFGDFG例例2、一人站在医用体重计的测量盘上不动时、一人站在医用体重计的测量盘上不动时称得重为称得重为G，当此人突然下蹲时，在整个下，当此人突然下蹲时，在整个下蹲过程中，磅秤的读数（蹲过程中，磅秤的读数（）A、先小于、先小于G，后大于，后大于GB、先大于、先大于G，后小于，后小于GC、大于、大于G D、小于、小于G例例3：一物体放在电梯中，物重：一物体放在电梯中，物重G=50N，且此时电，且此时电梯正在梯正在上升上升，电梯受到的压力，电梯受到的压力F=60N。问：问：此时电梯的运动情况如何？此时电梯的运动情况如何？物体处于超重还是失重状态？物体处于超重还是失重状态？此时电梯的加速度此时电梯的加速度a如何？（方向如何？（方向，大小），大小）例例4：一个质量为：一个质量为70kg的人乘电梯下楼。快的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以到此人要去的楼层时，电梯以3 m/sm/s2 2的加的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（取力。（取g=10 m/sm/s2 2）说明：从上面的实验和例题可以看出，不从上面的实验和例题可以看出，不论物体是向上运动还是向下运动，只要论物体是向上运动还是向下运动，只要加加速度方向竖直向上速度方向竖直向上，就必然产生超重现象。，就必然产生超重现象。如果电梯匀速运动或静止时人对电梯如果电梯匀速运动或静止时人对电梯地板压力又是多大？地板压力又是多大？一个质量为50kg的人站在一个台秤上，一起从3m高的地方自由下落，在落到气垫上之前，台秤的示数是多少？人处于完全失重状态前提：忽略空气阻力！三、流体阻力三、流体阻力drag forcedrag force1.定义：当物体在气体或液体（统称为流体）中发生相对运动时，流体会产生一个阻碍物体相对运动的阻力，称为流体阻力，用Fd表示。2.影响因素（1）物体的运动（2）物体的特性（3）流体的性质三、流体阻力三、流体阻力drag forcedrag force例5.下雨时，雨滴下落的过程中并不是做自由落体运动。雨滴会受到空气阻力的作用。假设一滴质量为1.5g的雨水从非常高的空中由静止下落，其受到的空气阻力与下落的速度成正比，且满足Fd=0.01v（v为雨滴下落的速度）。（1）雨滴将做怎样的运动。粗略的画出雨滴下落的velocity-time graph三、流体阻力drag force三、流体阻力drag force3.收尾速度 terminal velocity在空气中下落的物体，当空气阻力等于重力时物体所达到的恒定速度叫做收尾速度。例5.下雨时，雨滴下落的过程中并不是做自由落体运动。雨滴会受到空气阻力的作用。假设一滴质量为1.5g的雨水从非常高的空中由静止下落，其受到的空气阻力与下落的速度成正比，且满足Fd=0.01v（v为雨滴下落的速度）。（2）雨滴的terminal velocity是多大？三、流体阻力drag force