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(xué)中的基本量有三個(gè)， 它們是 、 、 ；它們的國(guó)際單位分別是 、 、 (2)導(dǎo)出單位：由 量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位,基本,導(dǎo)出,長(zhǎng)度,質(zhì)量,時(shí)間,米,千克,秒,基本,超重和失重,2國(guó)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(guān)于力學(xué)單位制說法中正確的是() Akg、m/s、N是導(dǎo)出單位 Bkg、m、J是基本單位 C在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的基本單位是kg，也可以是g D只有在國(guó)際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是Fma 解析：在力學(xué)單位制中，kg、m、s為基本單位，m/s

2、、J和N均為導(dǎo)出單 位，A、B均不正確；g不是國(guó)際單位的基本單位，C不正確；只有在國(guó)際單位制中，F(xiàn)kma中的k才為“1”，牛頓第二定律的表達(dá)式才是Fma，故只有D正確 答案：D,1視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)，大小等于測(cè)力計(jì)所受物體的 或臺(tái)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(xiàn)象，物體實(shí)際受到的重力并沒有變化,如何理解超重和失重

3、現(xiàn)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(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，而在于物體是有向上的加速度還是有向下的加速度 (3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，重力只產(chǎn)生使物體具有ag的加速度效果，不再產(chǎn)生其他效果平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)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(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等,2在電梯中，把一重物置于臺(tái)秤上，臺(tái)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(shí)間的關(guān)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(jīng)歷的時(shí)間是_

4、s； (2)重物的質(zhì)量是_ kg； (3)電梯的最大加速度是_ m/s2.,圖321,解析：(1)當(dāng)電梯減速上升時(shí)，由于電梯內(nèi)的物體與電梯都有向下的加速度，故此時(shí)物體處于失重狀態(tài)，即對(duì)應(yīng)圖象中的10 s14 s，經(jīng)歷的時(shí)間為4 s. (2)由圖象可知，在4 s10 s內(nèi)，電梯勻速上升，此時(shí)支持力的大小與重力大小相等，所以重物的質(zhì)量為3 kg. (3)當(dāng)FN15 N時(shí)，對(duì)應(yīng)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(yùn)動(dòng)情況 根據(jù)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(jù) ，就可以求出物體在任一時(shí)

5、刻的速度和位置，也就求出了物體的運(yùn)動(dòng)情況,受力,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,2已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由 可以求出加速度， 再根據(jù) 可確定物體的合外力，從而求出未知力，或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,牛頓第二定律,兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題思路圖解：,3某校課外活動(dòng)小組，自制一枚土火箭，火箭在地面時(shí)的質(zhì)量為3 kg.設(shè)火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)時(shí)，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng)火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處，燃料恰好用完若空氣阻力忽略不計(jì)，g取10 m/s2.求： (1)燃料恰好用完時(shí)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(shí)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(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x at2，vat， 帶入數(shù)據(jù)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(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22(g)x1， 代入數(shù)據(jù)得x120 m 上升的最大高度xmxx140 m20 m60 m. (3)加速過程中，設(shè)火箭推力為F，根據(jù)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(xiàn)象，某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動(dòng)并隨時(shí)觀察體重

7、秤示數(shù)的變化情況下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重秤的示數(shù)(表內(nèi)時(shí)間不表示先后順序),若已知t0時(shí)刻電梯靜止，則以下判斷正確的是() At1和t2時(shí)刻該同學(xué)的質(zhì)量并沒有變化，但所受重力發(fā)生變化 Bt1和t2時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反 Ct1和t2時(shí)刻電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，運(yùn)動(dòng)方向不一定相反 Dt3時(shí)刻電梯可能向上運(yùn)動(dòng) 解析：人所受的重力等于人的質(zhì)量和重力加速度的乘積，與人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，t0時(shí) 刻電梯靜止，體重秤的示數(shù)大小等于人的體重，t1時(shí)刻體重秤的示數(shù)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(shí)刻體重秤的示數(shù)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(shí)刻體重秤的示

8、數(shù)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(yùn)動(dòng)，也可能向下勻速運(yùn) 動(dòng)；本題的正確答案為B、C、D. 答案：BCD,11舉重運(yùn)動(dòng)員在地面上能舉起120 kg的重物，而在運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)中卻只能舉起100 kg的重物，求升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的加速度若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降機(jī)中，此運(yùn)動(dòng)員能舉起質(zhì)量為多大的重物？(取g10 m/s2) 解析：運(yùn)動(dòng)員在地面上能舉起120 kg的重物，則運(yùn)動(dòng)員能發(fā)揮的向上的最大支撐力Fm1g12010 N1 200 N在運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)中只能舉起100 kg的重物，可見該重物超重了，升降機(jī)應(yīng)具有向上的加速度,【例2】 冰壺比賽是在

9、水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場(chǎng)地示意圖如圖322甲 所示比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)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(shí)放開冰壺使其沿直線OO滑向營(yíng)壘圓心O，為使冰壺能在冰面上滑得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)員可用毛刷刷冰面以減小冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一次比賽時(shí)，冰壺(可視為質(zhì)點(diǎn))從本壘圓心O點(diǎn)向前沿直線OO滑行，某同學(xué)利用計(jì)算機(jī)描繪出冰壺運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖322乙所示，已知OO30.0 m，冰壺的質(zhì)量為19 kg，g取10 m/s2，啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺的推力為恒力，求：,(1)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺的推力F； (2)用毛刷刷冰面的距離及此時(shí)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (3)冰壺靜止時(shí)的位置,解析：

10、(1)分析vt圖象可知，02.0s內(nèi)為冰壺的啟動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shè)不刷冰面時(shí)冰壺與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)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(lián)立解得F44.1 N. (2)12.0 s16.8 s為冰壺在運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)為 0.017.,(3)02.0 s冰壺前進(jìn)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(yùn)動(dòng)總距離為ss1s2s329.92 m， sOOs0.08 m，即冰壺停在距O點(diǎn)左側(cè)0.08 m處 答案：(1)44.1 N(2)1.92 m0.017(3)距O點(diǎn)左側(cè)0.08 m處,解答此類問題還應(yīng)注意：不論是已知運(yùn)動(dòng)求解力，還是已知力求解運(yùn)動(dòng)，作好“兩分析”即受力分析、運(yùn)動(dòng)分析是解決問題的關(guān)鍵在解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)要正確畫出受力分析圖，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析，建立已知的受力情況或運(yùn)動(dòng)情況與加速度的關(guān)系，從而達(dá)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(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10 N，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)4 m，取sin 370.6，試求： (1)刷子沿天花板向上運(yùn)動(dòng)的加速度； (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間,圖323,解析：(1)以刷子為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，設(shè)滑動(dòng)摩擦力為Ff， 天花板對(duì)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(shù)據(jù)，得a2 m/s2 (2

13、)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得L at2，代入數(shù)據(jù)，得t2 s. 答案：(1)2 m/s2(2)2 s,22(2010湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)完整的撐桿跳高過程可以簡(jiǎn)化成如圖324所示的三個(gè)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(yùn)會(huì)比賽中，俄羅斯女運(yùn)動(dòng)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(dá)到v9.0 m/s時(shí)撐桿起跳，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)過桿的速度不計(jì)，過桿后做自由落體運(yùn)動(dòng)，重心下降h24.05 m時(shí)身體接觸軟墊，從接觸軟墊到速度減為零的時(shí)間t0.90 s已知伊辛巴耶娃的質(zhì)量m65 kg，重力加速度g取10 m/s2，不計(jì)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(yùn)動(dòng)， 求軟墊對(duì)她的作用力大小,解析：(1)設(shè)助跑距離為x，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22ax，解得：x 32.4 m. (2)運(yùn)動(dòng)員過桿后做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)接觸軟墊時(shí)的速度為v， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v22gh2 設(shè)軟墊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力為F，由牛頓第二定律得Fmgma， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)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(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m2 kg，動(dòng)力系統(tǒng)提供的 恒定升力F28 N試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開始豎直上升 設(shè)飛行器飛行時(shí)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(shí)到達(dá)高度H64 m求飛行器所受阻力Ff的大小； (2)第