高一学习了牛顿物理三定律的内容后,专门安排了两个板块来巩固学习牛顿运动定律的应用英语作文,其中涉及到超重和失重的问题。 本文作者将以此为出发点与大家深入探讨,重点对大类的练习进行总结和总结。
“超重”和“失重”现象是人们日常生活和现代科学实验中常见的现象,如蹦极、电梯的启停过程、火箭、卫星绕地球运行的发射过程等。 和失重。 相当一部分学生对于超重、失重现象中的视觉重力与重力的关系,以及超重、失重现象的本质,还存在模糊的认识。 因此,专题的设置是必要的。
首先我们先从超重和失重的定义入手,弄清楚到底什么是超重和失重? 我们需要澄清超重和失重的定义。 当物体或物体系统在垂直系统中加速时,物体或物体系统对垂直悬挂线的拉力或对水平面的压力不等于重力。 当弹力(拉力或压力)大于重力时,称为超重; 当弹力(拉力或压力)小于重力时,称为失重; 当弹力(拉力或压力)为零时,称为完全失重。 单个物体或整个系统的超重和失重现象是由单个物体或整个系统的垂直加速度决定的。 即当加速度方向垂直向上时为超重,当加速度方向垂直向下时为失重,与物体的运动方向一致。 没有直接关系。
从定义中我们知道,判断超重或失重的方法有两种,1、确定拉力或压力与重力的关系;2、确定拉力或压力与重力的关系。 2. 确定垂直方向加速度的方向。
例1:一个人站在体重秤上,体重读数为500N。 当他突然蹲下时,体重秤上的体重有变化吗? 为什么?
分析:结合上面判断加速度方向的方法,我们很容易理解,开始深蹲时,加速度向下,体重减轻,读数变小; 即将蹲下时,加速度向上,说明超重,读数变大。
那么,当超重和失重发生时,物体所受的弹力(拉力或压力)与物体所受的重力有什么区别呢? 我们知道,当物体处于超重或失重状态时,地球对物体的引力始终存在,大小不发生变化。 然而,当物体垂直加速上升或下降时,支撑物或悬挂物对物体的影响力必然发生变化,即物体所受的力必须大于或小于物体的重力,所以物体的重量似乎增加或减少了。 我们习惯上将弹簧秤或体重秤的读数称为重量(表观重量),而物体的重力所产生的重力称为真实重量。
在超重力和失重状态下,由于视重量的变化,由重力引起的相关物理现象也会发生相应的变化。 所有通常由重力引起的物理现象都将完全消失。 例如,钟摆将停止摆动并被淹没。 液体中的物体不再受到浮力,天平无法测量物体的质量,液体不再产生向下的压力等。但是需要注意的是,此时物体的重力仍然存在,并且没有变化。 请看下面的例子:
实施例2 如图所示失重超重,一块体积为V0、密度为水密度一半的木块浮在静止烧杯的水面上。 当电梯以加速度a(a≤g)向上或向下加速时,浸在水中的木块的体积是多少?
解释:只看到木块的超重或失重现象,而忽略了水的超重或失重现象,导致答案错误。
1、研究对象是个体
分析:人在地上最多能举起60kg的物体,表示他能承受的最大压力(或能提供的最大支撑力)N=m0g=600N。 当他能在垂直移动的电梯中举起80公斤的物体时,意味着80公斤质量的物体只对人施加600N的压力。 可见物体处于失重状态,有向下的加速度。 假设加速度的大小为a,则根据牛顿第二定律,可得:mg-N=ma。 代入数值可得:a=2.5m/s2,即电梯向下或向上运动的加速度为a=2.5m/s2。 作匀减速直线运动。 如果电梯匀加速向上,这个人能举起的最大质量为m',则根据牛顿第二定律,可得:Nm'g=m'a。 解为:m'=48kg。
2、研究对象是整体
对于整个系统来说,如果系统的一部分处于静止状态或匀速直线运动状态,另一部分处于超重或失重状态,则系统处于超重或失重状态。 假设整体超重或失重部分的质量为m,垂直方向的加速度或加速度分量值为a,其余部分的质量为M,则整体的“表观重量”G′ =Mg+m(g±a),整体处于超重状态时取“+”号,整体处于失重状态时取“-”号。
例4、如图所示,将木球放入水平地面上的水容器中,并用固定在容器底部的细线将木球悬浮在水中。 如果把细铁丝剪断,当木球升起但尚未从水中浮出时,地面对容器的支撑力会发生怎样的变化?
分析:细线未剪断时,容器、水、木球均处于平衡状态,因此地面对容器的支撑力等于三者重力之和。 由于木球所受到的浮力大于重力,所以细线被切断后,它加速向上,处于超重状态。 随着木球加速上升,相应的相同体积的“水球”以相等的加速度下降,填补木球上升形成的间隙,始终处于一种状态。 由于木球的质量小于同体积的“水球”的质量,且其余的水和容器仍处于静止状态,所以容器系统处于恒定状态,地面支撑力将会减少。
解释:这道题最容易犯的错误是只看到木球向上加速时的超重状态,而忽略了与木球相同体积的“水球”加速和下降时的恒定状态,而结论是地面支援力量增加。 错误的结论。
分析:本题是一个连体问题,其中斜面保持静止,因此物体的加速度方向就是整体加速度方向。 根据运动学的知识,我们可以判断a的加速度是沿斜面向下的,是失重的。 b处于平衡状态,c的加速度沿斜坡向上失重超重,超重。 d 处于休息状态。 因此答案为C。
最后我们看一下超重和失重的应用。
生活中,超重和失重是很常见的现象。 例如,乘坐汽车时,当汽车加速下坡时,人体内脏因失重而“漂浮”,使人感到不舒服。 这就是失重现象。 为了减少桥上的压力,一般将桥做成凸形,这样汽车过桥时,就有向下的加速度,减少了桥上的压力。 当汽车通过凹陷的路面时,由于垂直向上的加速度,会产生超重。 现象,汽车轮胎经常因气压过高而爆裂。 由于重力的作用,在地面上用现代技术制造的球并不是绝对的球形,这是轴承磨损的重要原因之一。 如果用在航天器上,可以制成绝对球形的球。 类似这样的例子我们还可以举出很多。
总之,减肥超重是我们高中物理的一个重要知识点。 我们需要正确理解表观重量和实际重量。 从加速度的方向入手,结合整体法和孤立法来解决相关练习。
(作者单位:江苏省震泽中学)