2012高中物理 3.6《超重與失重》27課件 教科版必修1

1、1單位制：由 單位和 單位一起組成了單位制 (1)基本單位：基本物理量的單位力學中的基本量有三個， 它們是 、 、 ；它們的國際單位分別是 、 、 (2)導出單位：由 量根據物理關系推導出來的其他物理量的單位,基本,導出,長度,質量,時間,米,千克,秒,基本,超重和失重,2國際單位制中的基本物理量和基本單位,l,m,t,秒,千克,米,m,kg,s,1關于力學單位制說法中正確的是() Akg、m/s、N是導出單位 Bkg、m、J是基本單位 C在國際單位制中，質量的基本單位是kg，也可以是g D只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達式才是Fma 解析：在力學單位制中，kg、m、s為基本單位，m/s

2、、J和N均為導出單 位，A、B均不正確；g不是國際單位的基本單位，C不正確；只有在國際單位制中，Fkma中的k才為“1”，牛頓第二定律的表達式才是Fma，故只有D正確 答案：D,1視重：當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數，大小等于測力計所受物體的 或臺秤所受物體的 2超重、失重、完全失重的比較,拉力,壓力,大于,小于,等于零,g,豎直向下,豎直向上,“超重就是物體重力增加了，失重就是物體重力減小了，完全失重就是物體不受重力了”這種說法是否正確，為什么？ 提示：不正確超重或失重是指物體的“視重”大于或小于其重力的現象，物體實際受到的重力并沒有變化,如何理解超重和失重

3、現象？ (1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力不變，只是“視重”改變 (2)物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是向下運動，而在于物體是有向上的加速度還是有向下的加速度 (3)當物體處于完全失重狀態(tài)時，重力只產生使物體具有ag的加速度效果，不再產生其他效果平常一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力，液柱不再產生向下的壓強等,2在電梯中，把一重物置于臺秤上，臺秤與壓力傳感器相連，電梯由靜止開始豎直上升過程中，傳感器所受的壓力與時間的關系(FNt)圖象如圖321所示，g取10 m/s2，由圖象可知 (1)電梯減速上升過程經歷的時間是_

4、s； (2)重物的質量是_ kg； (3)電梯的最大加速度是_ m/s2.,圖321,解析：(1)當電梯減速上升時，由于電梯內的物體與電梯都有向下的加速度，故此時物體處于失重狀態(tài)，即對應圖象中的10 s14 s，經歷的時間為4 s. (2)由圖象可知，在4 s10 s內，電梯勻速上升，此時支持力的大小與重力大小相等，所以重物的質量為3 kg. (3)當FN15 N時，對應的加速度最大，amax 5 m/s2. 答案：(1)4(2)3(3)5,1已知受力情況求運動情況 根據牛頓第二定律，已知物體的 情況，可以求出物體的加速度；再知道物體的初始條件(初位置和初速度)，根據 ，就可以求出物體在任一時

5、刻的速度和位置，也就求出了物體的運動情況,受力,運動學公式,2已知物體的運動情況，求物體的受力情況 根據物體的運動情況，由 可以求出加速度， 再根據 可確定物體的合外力，從而求出未知力，或與力相關的某些量，如動摩擦因數、勁度系數、力的方向等,運動學公式,牛頓第二定律,兩類動力學問題的解題思路圖解：,3某校課外活動小組，自制一枚土火箭，火箭在地面時的質量為3 kg.設火箭發(fā)射實驗時，始終在垂直于地面的方向上運動火箭點火后可認為做勻加速運動，經過4 s到達離地面40 m高處，燃料恰好用完若空氣阻力忽略不計，g取10 m/s2.求： (1)燃料恰好用完時火箭的速度為多大？ (2)火箭上升離地面的最大

6、高度是多大？ (3)火箭上升時受到的最大推力是多大？,解析：火箭上升過程中先勻加速上升，后勻減速上升 (1)加速上升過程中，根據運動學公式x at2，vat， 帶入數據可得v20 m/s，a5 m/s2. (2)減速過程中，繼續(xù)上升高度為x1，根據運動學公式v22(g)x1， 代入數據得x120 m 上升的最大高度xmxx140 m20 m60 m. (3)加速過程中，設火箭推力為F，根據牛頓第二定律得： Fmgma，解得F45 N. 答案：(1)20 m/s(2)60 m(3)45 N,【例1】 為了研究超重與失重現象，某同學把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運動并隨時觀察體重

7、秤示數的變化情況下表記錄了幾個特定時刻體重秤的示數(表內時間不表示先后順序),若已知t0時刻電梯靜止，則以下判斷正確的是() At1和t2時刻該同學的質量并沒有變化，但所受重力發(fā)生變化 Bt1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反 Ct1和t2時刻電梯運動的加速度大小相等，運動方向不一定相反 Dt3時刻電梯可能向上運動 解析：人所受的重力等于人的質量和重力加速度的乘積，與人的運動狀態(tài)無關，t0時 刻電梯靜止，體重秤的示數大小等于人的體重，t1時刻體重秤的示數大于人的體重， 說明人處于超重狀態(tài)，加速度方向向上；t2時刻體重秤的示數小于人的體重，說明人 處于失重狀態(tài)，加速度方向向下；t3時刻體重秤的示

8、數等于人的體重，說明人的加速 度為零，處于平衡狀態(tài)，電梯可能靜止，可能向上勻速運動，也可能向下勻速運 動；本題的正確答案為B、C、D. 答案：BCD,11舉重運動員在地面上能舉起120 kg的重物，而在運動著的升降機中卻只能舉起100 kg的重物，求升降機運動的加速度若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降機中，此運動員能舉起質量為多大的重物？(取g10 m/s2) 解析：運動員在地面上能舉起120 kg的重物，則運動員能發(fā)揮的向上的最大支撐力Fm1g12010 N1 200 N在運動著的升降機中只能舉起100 kg的重物，可見該重物超重了，升降機應具有向上的加速度,【例2】 冰壺比賽是在

9、水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意圖如圖322甲 所示比賽時，運動員腳蹬起蹬器，身體成跪式手推冰壺從本壘圓心O向前滑行，至前衛(wèi)線時放開冰壺使其沿直線OO滑向營壘圓心O，為使冰壺能在冰面上滑得更遠，運動員可用毛刷刷冰面以減小冰壺與冰面間的動摩擦因數一次比賽時，冰壺(可視為質點)從本壘圓心O點向前沿直線OO滑行，某同學利用計算機描繪出冰壺運動的vt圖象如圖322乙所示，已知OO30.0 m，冰壺的質量為19 kg，g取10 m/s2，啟動時運動員對冰壺的推力為恒力，求：,(1)啟動時運動員對冰壺的推力F； (2)用毛刷刷冰面的距離及此時冰壺與冰面間的動摩擦因數； (3)冰壺靜止時的位置,解析：

10、(1)分析vt圖象可知，02.0s內為冰壺的啟動過程，2.0 s12.0s為冰壺在冰面上的自滑過程，12.0 s16.8 s為冰壺在運動員刷冰面后的滑行過程，02.0s冰壺的加速度大小為a12 m/s2.設不刷冰面時冰壺與冰面的動摩擦因數為1，由牛頓第二定律有F1mgma1 2.0s12.0s冰壺的加速度大小為 a20.32 m/s2，由牛頓第二定律有1mgma2，聯立解得F44.1 N. (2)12.0 s16.8 s為冰壺在運動員刷冰面后的滑行過程由vt圖象知，用毛刷刷冰面的距離為s3 1.92 m，此過程冰壺的加速度為a30.17 m/s2，由牛頓第二定律有mgma3，此過程冰壺與冰面間

11、的動摩擦因數為 0.017.,(3)02.0 s冰壺前進的距離為s1 m4 m,2.0 s12.0 s冰壺滑行的距離為 s2 m24 m，冰壺運動總距離為ss1s2s329.92 m， sOOs0.08 m，即冰壺停在距O點左側0.08 m處 答案：(1)44.1 N(2)1.92 m0.017(3)距O點左側0.08 m處,解答此類問題還應注意：不論是已知運動求解力，還是已知力求解運動，作好“兩分析”即受力分析、運動分析是解決問題的關鍵在解決兩類動力學基本問題時要正確畫出受力分析圖，進行運動過程分析，建立已知的受力情況或運動情況與加速度的關系，從而達到事半功倍的效果 求解這兩類問題的思路如下

12、：,21如圖323所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成37角，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10 N，刷子的質量為m0.5 kg，刷子可視為質點刷子與天花板間的動摩擦因數為0.5，天花板長為L4 m，取sin 370.6，試求： (1)刷子沿天花板向上運動的加速度； (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間,圖323,解析：(1)以刷子為研究對象，受力分析如圖所示，設滑動摩擦力為Ff， 天花板對刷子的彈力為FN，由牛頓第二定律，得 (Fmg)sin 37Ffma FN(Fmg)cos 37FfFN 代入數據，得a2 m/s2 (2

13、)由運動學公式，得L at2，代入數據，得t2 s. 答案：(1)2 m/s2(2)2 s,22(2010湖北重點中學聯考)完整的撐桿跳高過程可以簡化成如圖324所示的三個階段，持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落在第二十九屆北京奧運會比賽中，俄羅斯女運動員伊辛巴耶娃從靜止開始以加速度a1.25 m/s2勻加速助跑，速度達到v9.0 m/s時撐桿起跳，到達最高點時過桿的速度不計，過桿后做自由落體運動，重心下降h24.05 m時身體接觸軟墊，從接觸軟墊到速度減為零的時間t0.90 s已知伊辛巴耶娃的質量m65 kg，重力加速度g取10 m/s2，不計空氣的阻力求：,(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距離；

14、 (2)假如伊辛巴耶娃從接觸軟墊到速度減為零的過程中做勻減速運動， 求軟墊對她的作用力大小,解析：(1)設助跑距離為x，由運動學公式v22ax，解得：x 32.4 m. (2)運動員過桿后做自由落體運動，設接觸軟墊時的速度為v， 由運動學公式有：v22gh2 設軟墊對運動員的作用力為F，由牛頓第二定律得Fmgma， 由運動學公式a ， 解得：F1 300 N. 答案：(1)32.4 m(2)1 300 N,(15分)航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質量m2 kg，動力系統(tǒng)提供的 恒定升力F28 N試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升 設飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10 m/s2. (1)第一次試飛，飛行器飛行t18 s時到達高度H64 m求飛行器所受阻力Ff的大??； (2)第