失重现象的探究
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超重失重探究实验报告实验目的:探究超重失重现象对物体的影响,以加深对物体重量与重力的理解。
实验材料:1. 天平2. 弹簧测力计3. 各种不同质量的物体4. 实验记录表格5. 实验数据处理软件(如Excel)实验步骤:1. 将天平放在水平平台上,并确保其准确性。
校准天平以保证精准的重量测量。
2. 使用弹簧测力计测量不同物体的重力。
3. 将物体放置在天平上,并记录其重量。
4. 将物体悬挂在弹簧测力计上,并记录其测得的重力。
5. 将物体放入自由落体状态,此时物体不再受到任何约束力。
6. 使用弹簧测力计测量失重物体在自由落体时的重力。
7. 记录实验数据,并用数据处理软件处理数据。
实验结果与分析:根据实验所得数据,我们计算出了物体在超重失重时的重力值。
通过比较不同状态时物体的重量,我们可以观察到以下现象:1. 在正常重力下(物体放置在天平上),物体的重力等于其实际重量。
2. 在悬挂状态下,物体受到弹簧测力计的反作用力,因此所测得的重力值略小于实际重量。
3. 在自由落体状态下,物体不再受到任何约束力,因此失重物体的重力值为零。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 物体的重力与其质量成正比,无论是在正常重力、悬挂状态还是自由落体状态下都成立。
2. 超重失重现象是由于物体在自由落体状态下不再受到约束力的作用,导致重力为零。
结论:通过本次实验,我们深入了解了超重失重现象对物体重量的影响。
在正常重力下,物体的重力等于其实际重量。
而在悬挂和自由落体状态下,物体所受到的重力会有所变化。
这一实验结果进一步巩固了我们对物体重量与重力关系的理解,并揭示了超重失重现象的本质。
高中物理超重与失重的概念一、超重的定义超重是指物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况。
当物体具有向上的加速度时,会出现超重现象。
超重现象在电梯升降、火箭升空等场景中比较常见。
二、失重的定义失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况。
当物体具有向下的加速度时,会出现失重现象。
失重现象在蹦极、太空飞行等场景中比较常见。
三、超重与失重的产生条件超重与失重的产生条件是加速度的方向。
当物体的加速度向上时,物体处于超重状态;当物体的加速度向下时,物体处于失重状态。
需要注意的是,当物体处于完全失重状态时,物体不受任何力作用,包括重力。
四、超重与失重的应用超重与失重在生活和生产中有广泛的应用。
例如,在航天领域中,超重与失重被用于实现航天器的起飞、变轨和返回;在电梯升降中,超重与失重被用于实现电梯的升降和平衡调节;在蹦极等极限运动中,超重与失重也被用于实现运动的刺激和安全保障。
五、超重与失重的实例1.超重实例:当乘坐电梯上升时,由于电梯的加速度向上,乘客会感到脚底的压力增大,这是超重的表现。
2.失重实例:当乘坐电梯下降时,由于电梯的加速度向下,乘客会感到身体轻飘飘的,这是失重的表现。
3.完全失重实例:在太空中,宇航员处于完全失重的状态,可以在空中自由漂浮。
六、超重与失重的原理探究超重与失重的原理可以从牛顿第二定律和牛顿第三定律两个方面进行探究。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与所受合外力成正比,与物体质量成反比。
当物体所受合外力向上时,会产生向上的加速度,即超重;当物体所受合外力向下时,会产生向下的加速度,即失重。
根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等、方向相反。
因此,当物体超重时,其支持物受到的压力大于重力;当物体失重时,其支持物受到的压力小于重力。
失重物理定义失重,是指一个物体在重力场弱化或者完全的消失时会出现的状态。
这个现象通常来自于宇宙飞船在轨道上或者更远的地方,失重状态由于缺少重力的影响,可以观测到物体的表现与在地面上有很大差别。
失重物理定义是一个非常神奇的现象,以下将从不同角度探讨它的相关知识点。
失重现象的发生原因失重现象很神奇,但是它的定义有一个非常简单的原因,那就是在地球上,一个物体受到的重力与质量成正比,同时它也受到了表面反作用力,也就是地面对物体的支持力。
这两种力的合力就是物体的重量,而当物体在空间中或者轨道上的时候,它离开了地球,因此从而失去了与地球表面的接触,同时失去了地面支持力,又因为其仍然具有质量,导致它仍保持着运动状态,因此这个物体就会进入失重状态。
失重状态的影响失重状态的影响在宇宙旅行中是非常值得探讨的一个问题,失重环境虽然是人类生活的较为陌生的区域,但是对科学研究和技术发展确实有着重要意义的影响。
首先,失重状态对人类身体产生了影响,包括心血管、骨骼肌肉、免疫系统等各个方面。
同时,失重状态也影响着航空航天器的设计,因为在失重状态下,物体所受的力会有所不同,需要在设计时进行充分考虑。
失重状态下的实验研究失重状态下的实验研究也是科学家们关注的一个重要问题。
宇宙中失重状态下的实验将科学家们从地球上的限制中解放出来,可以极大程度上扩展人类的知识和认识宇宙的范围。
例如,在失重状态下,科学家可以探究液体和气体在微重力环境下的现象,以及有关煤气体在燃烧中的研究等等,失重状态为宇宙实验提供了独特的环境。
结论失重状态是一个人类较为陌生的区域,但也是科学家们研究领域中的一个富有挑战性的题目。
它极大程度地拓展了人类的认识和技术范围,造就了许多先进技术和重大科学发现。
人类的研究之路还很漫长,失重状态为科学研究提供了独特的环境,相信未来可以更好的开拓这个神秘区域的多样性和奥秘。
超重失重实验教案标题:超重失重实验教案教案目标:1. 了解超重和失重的概念及其在物理学中的应用。
2. 探究超重和失重的原理和影响因素。
3. 进行超重失重实验,观察和记录实验现象,并分析实验结果。
4. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
适用对象:中学物理教学,适用于初中或高中学生。
教学准备:1. 实验器材:弹簧秤、绳子、吊钩、不同质量的物体、计时器。
2. 实验环境:一个相对安静的实验室或教室,以确保实验结果的准确性。
3. 学生准备:学生需要了解重力、质量和重量等概念。
教学过程:引入:1. 引导学生回顾和讨论重力、质量和重量的概念。
解释超重和失重的概念,并提出与实验相关的问题,如:在不同的环境中,物体的重量是否会发生变化?实验步骤:2. 将弹簧秤固定在一个固定的支架上,并将其标定为“重力”。
3. 将一个质量较大的物体(如一个砖块)挂在弹簧秤上,记录下物体的质量和重量。
4. 将弹簧秤和物体一起放入一个密闭的容器中(如一个塑料袋),并将容器密封。
5. 记录下物体在袋子中的质量和重量。
6. 按照相同的步骤,使用不同质量的物体进行实验,并记录下实验数据。
数据分析:7. 让学生观察和比较实验数据。
讨论在袋子中物体的质量和重量是否发生了变化。
引导学生思考这种变化的原因是什么。
8. 解释实验结果:在袋子中,物体的质量没有发生变化,但重量减小了。
这是因为在袋子中,物体受到的支持力减小,从而减小了物体所受的重力。
实验设计和讨论:9. 分组让学生设计自己的超重失重实验,并记录下实验步骤和预期结果。
10. 学生进行实验,并记录实验数据。
11. 学生在小组内分享实验结果,并进行讨论和分析。
鼓励学生提出对实验的改进意见,并解释实验结果背后的物理原理。
总结:12. 回顾实验过程和结果。
强调超重和失重的概念和应用,并提醒学生在日常生活中可能遇到的相关现象。
13. 鼓励学生思考和提出其他与超重和失重相关的问题,并引导他们继续探索和学习。
超重和失重【6篇】(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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对于失重现象的探究
石家庄二中高一三班刘天也马思明崔晨雨王浩刘晓萌高晨曦指导老师:王震霞
摘要:
失重,是指物体的一种运动状态,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。
当加速度分量小于g时,为不完全失重所谓失重,就是物体对支持物的压力小于自身的重力。
同学们学习了牛顿第二定律和失重现象后,对该内容十分感兴趣,本文将记录并介绍本小组的探究课程。
关键词:
失重太空加速度
引言
同学们学习了牛顿第二定律和失重现象后,对该内容十分感兴趣,于是我们开始了一系列的实验与探究。
分三个部分:
1>自由落体运动下的失重。
2>平抛与斜抛运动下的失重。
3>太空航行时的失重。
然而要探究这些问题就需要知道,什么是牛顿第二定律?
定义:
物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
单位:
在国际单位中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s²加速度的力,叫做1N。
即1N=1kg·m/s²。
公式
F合=m a (单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)
牛顿发表的原始公式:F=d(m v)/dt(见自然哲学之数学原理)
(d为微分符号,这里仅做了解,d即△为十分十分微小的微元)
即:F=d p/dt=d(m v)/dt
而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有
F=m(d v/dt)=m a。
而什么又是失重呢?
失重,是指物体的一种运动状态,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。
所谓失重,就是物体对支持物的压力小于自身的重力。
此处要注意:失重是人们在自由下落过程中所经历的一种现象,虽然“零重力”经常用作失重的同义词,但失重并不是没有重力了,而是视重为零,即所观察到的重力为零。
进行这项研究,有利于提高同学们的学习积极性和创新能力,有助于拓宽同学们的知识层面,增强同学们的动手能力与思考能力以及总结归纳的能力,甚至可能在学术领域有新的突破。
方法
自由落体运动中的失重现象
实验1
被试:刘天也的躯体,哑铃一对。
、
材料:迷你体重计,电梯。
研究程序:我们来到了东方大厦写字楼的南侧电梯,先到达了16楼,而后当电梯返程时我们上了电梯,并迅速的放好体重计,并使哑铃或刘天也的躯体放到上面,记录加速态下(大约仅为电梯启动后2s)的体重计示数和正常情况的体重计示数。
所得数据如下表:
经计算平均的向下加速度为a=0.1g。
实验总结:完成了失重状态的体验和数据测算,测出了失重加速度。
实验意义:因为电梯中的失重,有时加速度过大,会有部分人群发生不适反应,原因在于这些人的身体过于敏感,电梯中的气体随失重导致上下气压不均匀,对耳膜造成影响,严重的会发生头晕恶心等症状,因此在电梯生产中必须保证瞬间加速度不可过大,以保护乘客的身体健康。
实验二
被试:《福尔摩斯探案集》.《力学》
材料:同被试。
研究背景:当两书每一页互相夹在对方的每一页之间时,因为巨大的接触面积重力的存在,导致了之间巨大的摩擦力,从而在正常情况下是无法拉扯开的,但我们考虑重力因素时,可以使它的作用效果减轻甚至为零。
研究程序:
1>从一定高度释放两书,目测得大约的速度与加速度。
2>用手一边做竖直运动,一边做水平运动,竖直运动的加速度仿照刚才估测到的加
速度,每一时刻的速度同理。
经过了十次试验,共成功了八次。
实验意义:在生产中,一些受重力约束或在重力场中不能完成的工作,可以利用失重完成,例如已损坏的重型机器的分离等。
平抛斜抛运动中的失重:
实验一
被试:水。
材料:在瓶底扎眼的无盖瓶子。
研究程序:首先找到一处空旷场地,有一个较好的高度。
我选择在一处高台实验。
首先用手摁住瓶底的孔洞,而后向外抛出使其做平抛或斜抛运动,并且必须在分离手的一瞬间松开孔洞,而不是最开始就松开,因为这时会有水平加速态,水会侧向流出。
共计实验10次,5次平抛运动,5次斜抛运动。
在运动期间均未有水流出。
总结实验:因为瓶子与水的加速度相同,而且初速度相同,必然无相对运动,所以一定不会有水流出,在这个情况下的失重被称为完全失重。
完全失重是物体的视重为零也就是说,在物体自由落体的时候,如果你去称它的重量的话是0。
即是,视重为0 其原因也是物体具有向下的加速度,而且其全部重力都提供了物体向下的加速度。
(视重一词在上文提到过)
太空里的失重
知识背景:
在太空中的失重与在地表的失重有着性质上的不同
在环绕地球飞行的飞船上,失重的原因是g=向心加速度,当速度达到第一宇宙速度能够环绕地球飞行时,发生这种失重,如果我们把地球比作环绕太阳飞行的飞船,我们也是处于相对太阳的“失重”状态,因为地球万物没有受到太阳“重力”的影响。
(太空中的失重均为完全失重,圆周运动在下面的学习将会学到)
由于条件过于有限,无法进行实验,我能做到的只是普及一些知识。
失重和宇宙开发
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态.
这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似,航天器中的人和物都处于完全失重状态。
在失重条件下,融化了的金属的液滴,形状绝对呈球形,冷却后可以成为理想的滚珠.而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不绝对呈球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。
玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米)是现代光纤通信的主要部件.在地面上,不可能制造很长的玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于它受到重力,将被拉成小段.而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维.同样的道理,在失重条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种合金.
发生状况
真正的失重,应使人体各部分特别是体内器官、内脏之间互相作用力消失。
在这种情况下,人的前庭器官中的耳石由于失重,不再与周围的神经细胞接触而向中枢神经
传输信号,从而丧失定向功能。
前庭器官与人体主管呼吸、消化、循环、排泄、发汗等功能的植物神经系统有密切关系。
所以,一旦前庭器官不起作用,身体内脏之间正常的相互作用消失,就会引起航天飞行员产生头晕、恶心、呕吐等症状。
解决方法:让人生活在一个转动的轮子里,轮壁对人的支持力,形成向心力。
而人对轮子就有压力。
这样与地球上的重力相似。
只要选取合适的轮子半径和转速,就可产生类似重力的力了。
参考资料:百度百科
总结
同学们经历了一系列实验探究,掌握了试验方法,提高了同学们的学习积极性和创新能力,拓宽了同学们的知识层面,增强了同学们的动手能力与思考能力以及总结归纳的能力,理解了失重的意义,更重要的是科学的力量,科技能改变世界,需要我们这样的青年为之不懈奋斗。
尾注:感谢同学们,感谢王震霞老师,希望在日后的学习工作不断创新,勇于探究,努力工作与学习,开创辉煌的明天。