重慶市開州區陳家中學人教版必修一第四章 牛頓第二定律應用 超重 失重(學案無答案)_第1頁
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文檔簡介

1、.物體的超重和失重問題一實重與視重1實重:物體實際所受的重力物體所受重力不會因物體運動狀態的改變而變化2視重:當物體掛在彈簧測力計下或放在程度臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的示數稱為“視重,大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力超重與失重不是重力本身變了,而是物體對懸掛物的拉力或對程度支持物的壓力發生了變化,即“視重變化了假設彈力大于重力是超重,反之是失重二、超重和失重1超重1定義:物體對程度支持物的壓力或對豎直懸掛物的拉力大于物體所受重力的情況稱為超重現象2產生條件:物體具有向上的加速度3運動規律:可能加速上升或減速下降2失重1定義:物體對程度支持物的壓力或對豎直懸掛物的拉力小于物體所受重

2、力的情況稱為失重現象2產生條件:物體具有向下的加速度3運動規律:可能加速下降或減速上升3完全失重1定義:物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力為零的情況稱為完全失重現象2產生條件:物體的加速度ag,方向豎直向下3運動規律:可能勻加速下降或勻減速上升,豎直向下的加速度ag4對超重、失重的理解應注意以下幾個方面1從牛頓第二定律可以知道,加速度方向是超、失重判斷的關鍵,假設加速度方向向上包括斜向上,物體處于超重狀態;假設加速度方向向下包括斜向下,物體處于失重狀態“超重“失重現象與物體的速度方向和大小均無關,只決定于物體的加速度方向2物體處于“超重或“失重狀態,并不是說物體的重力增加了或減小了,而是視重變

3、化物體所受重力會隨高度的增加而減小,放在水中變“輕了,這都不是失重現象3假設系統中某一部分有向上或向下的加速度,那么系統整體也處于超重或失重狀態4物體處于超重狀態,它的加速度不一定豎直向上,但加速度一定有豎直向上的分量;同理處于失重狀態的物體,其加速度方向不一定豎直向下,但一定有豎直向下的分量5當物體處于完全失重狀態時,由重力引起的一切現象都會消失,如物體對桌面無壓力,單擺不再擺動,浸在液體中的物體不受浮力5求解超重與失重問題的根本思路超重和失重問題本質上就是牛頓第二定律應用的延續,解題時仍應抓住加速度這個關鍵量詳細方法是:1分析物體運動的加速度方向;2判斷物體處于超重或失重狀態;3利用牛頓第

4、二定律分析和求解典型例題分析1.某跳水運發動在3 m長的踏板上起跳,我們通過錄像觀察到踏板和運發動要經歷如下圖的狀態,其中A為無人時踏板靜止點,B為人站在踏板上靜止時的平衡點,C為人在起跳過程中人和踏板運動的最低點,那么以下說法中正確的選項是A人在C點具有最大速度B人和踏板由C到B的過程中,人向上做勻加速運動C人和踏板由C到A的過程中,人處于超重狀態D人和踏板由C到A的過程中,先超重后失重【解析】由圖可知,C點是最低點,人在C點的速度為零,故A項錯誤;C到B的過程中,重力不變,彈力一直減小,合力減小,所以加速度減小,不是勻加速運動故B項錯誤;人和踏板由C到B的過程中,彈力大于重力,加速度向上,

5、人處于超重狀態,從B到A的過程中,重力大于彈力,加速度向下,處于失重狀態,故C項錯誤,D項正確【答案】D2.質量為m60 kg的同學,雙手抓住單杠做引體向上,他的重心的速率隨時間變化的圖像如下圖取g10 m/s2,由圖像可知At0.5 s時他的加速度為3 m/s2Bt0.4 s時他處于超重狀態Ct1.1 s時他受到單杠的作用力的大小是620 NDt1.5 s時他處于超重狀態【解析】根據速度圖像斜率表示加速度可知,t0.5 s時他的加速度為0.3 m/s2,A項錯誤t0.4 s時他向上加速運動,加速度方向向上,他處于超重狀態,B項正確t1.1 s時他的加速度為0,他受到單杠的作用力的大小等于重力

6、600 N,C項錯誤t1.5 s時他向上做減速運動,加速度方向向下,他處于失重狀態,D項錯誤【答案】B3某實驗小組利用DIS系統觀察超重和失重現象他們在學校電梯房內做實驗,在電梯天花板上固定一個力傳感器,測量掛鉤向下,并在掛鉤上懸掛一個重為10 N的鉤碼,在電梯運動過程中,計算機顯示屏上顯示出如下圖圖象,以下根據圖象分析所得結論錯誤的選項是A該圖象顯示出了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況B從時刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態,從時刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態C電梯可能先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最后靜止D電梯可能先加速向上,接著勻速向上,再減速向上,最后靜止解析題圖中圖象顯示

7、了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況.0t1,鉤碼受力平衡;t1t2,拉力小于10 N,鉤碼處于失重狀態;t2t3,鉤碼受力平衡;t3t4,拉力大于10 N,鉤碼處于超重狀態由以上分析可知,D項錯誤答案D4多項選擇2019·高考江蘇卷一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如下圖,以豎直向上為a的正方向,那么人對地板的壓力At2 s時最大Bt2 s時最小Ct8.5 s時最大 Dt8.5 s時最小解析人受重力mg和支持力FN的作用,由牛頓第二定律得FNmgma.由牛頓第三定律得人對地板的壓力FNFNmgma,當t2 s時a有最大值,FN最大當t8.5 s 時,a

8、有最小值,FN最小,選項A、D正確答案AD5.在如下圖的裝置中,重4 N的物塊被平行于斜面的細線拴在斜面上端的小柱上,整個裝置被固定在臺秤上并保持靜止,斜面的傾角為30°.假如物塊與斜面間無摩擦,裝置穩定以后,當細線被燒斷而物塊正下滑時,與穩定時比較,臺秤的讀數 A增大4 NB增大3 NC減小1 ND不變解析:選C.物塊下滑的加速度agsin 30°g,方向沿斜面向下此加速度的豎直分量a1asin 30°g,方向向下,所以物塊失重,其視重為F視Gma1mg3 N,故臺秤的讀數減小1 N,選項C正確.課后練習1如下圖是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景宇航員在

9、火箭發射與飛船回收的過程中均要經受超重與失重的考驗,以下說法正確的選項是A火箭加速上升時,宇航員處于失重狀態B火箭加速上升時的加速度逐漸減小時,宇航員對座椅的壓力小于其重力C飛船加速下落時,宇航員處于超重狀態D飛船落地前減速下落時,宇航員對座椅的壓力大于其重力解析:選D.火箭加速上升時,加速度方向向上,宇航員處于超重狀態,A錯誤;火箭上升的加速度逐漸減小時,由于加速度方向向上,宇航員仍處于超重狀態,對座椅的壓力大于其重力,B錯誤;飛船加速下落時,加速度方向向下,處于失重狀態,宇航員對座椅的壓力小于其重力,C錯誤;飛船在落地前減速,加速度方向向上,宇航員處于超重狀態,宇航員對座椅的壓力大于其重力

10、,D正確2多項選擇為了節省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯,無人乘行時,扶梯運轉得很慢,有人站上扶梯時,它會先漸漸加速,再勻速運轉一顧客乘扶梯上樓,恰好經歷了這兩個過程,如下圖那么在加速過程中,以下說法中正確的選項是 A顧客受到三個力的作用B顧客處于超重狀態C扶梯對顧客沒有摩擦力的作用D顧客對扶梯的壓力等于顧客的重力解析:選AB.以人為研究對象,加速過程中,人受到靜摩擦力、重力、支持力三個力的作用下沿電梯加速上升,A正確;顧客有豎直向上的加速度,因此顧客處于超重狀態,B正確;顧客受到程度方向的靜摩擦力作用,C錯誤;顧客處于超重狀態,對扶梯的壓力大于顧客的重力,D錯誤3.在升降電梯內的地板上放

11、一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在體重計上,體重計示數為50 kg,電梯運動過程中,某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如下圖,在這段時間內下列說法中正確的選項是:· A. 曉敏同學所受的重力變小了· B. 曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力· C. 電梯一定在豎直向下運動· D. 電梯的加速度大小為g/5,方向一定豎直向下4.多項選擇如下圖,在原來靜止的木箱內的程度底面上放著物體A,A被一伸長的彈簧彈簧軸線沿程度方向拉住而靜止,在以后的運動中發現物體A被向右拉動了,那么木箱的運動情況可能是 A加速下降             B加速上升C勻速向右運動     

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