失重现象

对于失重现象的小组探究一、问题引入：航天飞机里，为什么餐具都要做成有磁性的呢？为什么把食物做成糊状或者装在牙膏管里挤出来吃呢？为什么睡觉前必须把自己用绳子绑在一个地方呢？为什么不这样，碗、盘、勺都会飞走；食物到处飘浮；否则睡着后，身体就会在飞船里飘来飘去呢？在太空中，由于摆脱了地球引力，处于失重状态。那么什么是失重状态呢？二、对于失重的定义：高中课本中对于失重是这样定义的：所谓失重，就是支持力大于物体本身的重力。完全失重，是指物体失去了重力场的作用，当物体处于完全失重状态时物体除了自身重力外，不会受到任何外界重力场影响，即视重等于零的情况。*感官上认为自由下落过程中的物体被称作失重状态，其实并不是真正的失重，失重是指物体不被任何重力场影响。失重公式由牛顿第二定律得：N+ma=mg失重所以N=m（g-a）mg由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力mg完全失重的定量分析：当a=g时，支持力为N，由牛顿第二定律知：mg－N=ma=mg所以N=0由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力为0得出结论：向下加速向上减速：加速度方向向下，产生失重现象故只要加速度方向向下就是失重，与速度方向无关三、失重物体的特征：判断物体是否失重一个最重要的标志是：物体内部各部分，各质点之间没有互相作用力，即没有拉、压、剪切等任意应力。四、航天员在太空中失重:1、失重并不是没有重力，而是人们对没有重量的一种体验。航天员在太空中失重是由于他们在飞船中与飞船一起围绕地球运行，这时地球重力充当向心力维持他们做圆周运动，航天员与飞船之间没有相互作用力，于是他们就失去了对重量的感觉。2、对于太空中的失重现象的深入分析：太阳系内的宇宙飞船只受万有引力作用而运动的时候，由于物体受到的万有引力跟惯性力的矢量和正好为零。因此，可以同时不考虑惯性力和万有引力。物体似乎失去了万有引力（实际上为惯性力所平衡），这样便产生了失重现象。3、在太空中失重对人体有哪些影响（1）.失重时人体的流体静压丧失，静脉曲张，鼻咽部堵塞。还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化，并出现相应的心脏功能障碍，如心输出量减少、运动耐力降低、出现心慌气短以及体位性晕厥等表现。（2）.太空中失重会引起血容量减少的同时可出现血红细胞、血红蛋白量的减少，这些随着航天时间的延长逐渐恢复正常。还可能会出现头晕、恶心，腹部不适，体位翻转等运动病症状，称为航天运动病，又称航天适应综合征。五、关于现实生活中的失重现象的几个举例：1.在乘坐电梯时，如果在电梯内放一个体重秤，当电梯减速向上或者加速向下运动时，我们将会发现体重秤的读数明显有所减少，这就是失重现象。2.在宇宙空间中，由于人在失重时飘浮，航天员行动起来会感到困难和不方便，动作都不像在地面上那样协调。坐立不稳摇摇晃晃，稍一抬头仰身就有可能来个大翻身，弯腰时又可能翻筋斗。在太空中睡眠，航天员既可以靠着天花板睡，又可以笔直地站着靠墙壁睡，想怎么睡都是可以的。3.游乐园中的很多设备都是利用失重的概念来制造紧张的气氛的，就像海盗船、云霄飞车等。六、对于失重的利用利用航天失重条件能进行某些在地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工，例如生长高纯度大单晶,制造超纯度金属和超导合金以及制取特殊生物药品等。失重为在太空组装结构庞大的航天器提供了有利条件。参考资料：小学三年级课文《到太空去》高中物理课本百度百科，维基百科