高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2讲 两类动力学问题 超重和失重课件.ppt

第2讲两类动力学问题超重和失重 知识梳理一 两类动力学问题1 动力学的两类基本问题 1 由受力情况分析判断物体的 运动情况 2 由运动情况分析判断物体的 受力情况 2 解决两类基本问题的方法 以 加速度为桥梁 由运动学公式和 牛顿第二定律列方程求解 二 超重和失重 1 实重和视重 1 实重 物体实际所受的重力 它与物体的运动状态 无关 2 视重 当物体在 竖直方向上有加速度时 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的 重力 此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即视重 2 超重 失重和完全失重的比较 1 一个原来静止的物体 质量是7kg 受到14n的恒力作用 则5s末的速度及5s内通过的路程为 a 8m s25mb 2m s25mc 10m s25md 10m s12 5m 答案c物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动 由牛顿第二定律和运动学公式得 a m s2 2m s2 v at 2 5m s 10m s x at2 2 25m 25m c 2 人站在电梯中随电梯一起运动 下列过程中人处于超重状态的是 a 电梯加速上升b 电梯加速下降c 电梯匀速上升d 电梯匀速下降 答案a电梯无论匀速上升还是匀速下降 加速度都等于0 选项c d错 电梯加速上升 加速度竖直向上 为超重状态 电梯加速下降 加速度竖直向下 为失重状态 选项a对b错 a 3 质量为2kg的物体在水平恒力f 4n的作用下由静止开始沿水平面运动 经时间2s后撤去外力f 物体又经时间4s后重新静止 求 1 物体所受阻力大小 2 该过程物体发生的总位移 答案 1 n 2 8m 解析 1 以物体为研究对象分析受力 根据牛顿第二定律得 f f ma1f ma2a1t1 a2t2联立解得 f n a1 m s2 a2 m s2 2 根据v at得知撤去外力时的速度v m s 根据平均速度公式可知物体的总位移x t t1 t2 8m 深化拓展 考点一两类动力学问题 考点二超重和失重 深化拓展考点一两类动力学问题解决两类动力学问题的一般思路 1 1质量为2kg的物体在水平推力f的作用下沿水平面做直线运动 一段时间后撤去f 其运动的v t图像如图所示 g取10m s2 求 1 物体与水平面间的动摩擦因数 2 水平推力f的大小 3 0 10s内物体运动位移的大小 答案 1 0 2 2 6n 3 46m 解析 1 设物体做匀减速直线运动的时间为 t2 初速度为v20 末速度为v2t 加速度大小为a2 则a2 2m s2设物体所受的摩擦力为ff 根据牛顿第二定律 有ff ma2ff mg解得 0 2 2 设物体做匀加速直线运动的时间为 t1 初速度为v10 末速度为v1t 加速度大小为a1 则a1 1m s2 根据牛顿第二定律 有f ff ma1解得f mg ma1 6n 3 解法一由匀变速直线运动位移公式 得x x1 x2 v10 t1 a1 v20 t2 a2 46m解法二根据v t图像中图线与t轴所围的面积表示位移 得x m 4 8m 46m 1 2 2016北京海淀期中 13 如图所示 一个质量m 10kg的物体放在水平地面上 对物体施加一个f 50n的拉力 使物体做初速度为零的匀加速直线运动 已知拉力与水平方向的夹角 37 物体与水平地面间的动摩擦因数 0 50 sin37 0 60 cos37 0 80 取重力加速度g 10m s2 1 求物体运动的加速度大小 2 求物体在2 0s末的瞬时速率 3 若在2 0s末撤去拉力f 求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离 答案 1 0 50m s2 2 1 0m s 3 0 10m 解析 1 设物体受摩擦力为f 支持力为n根据牛顿第三定律 物体对水平地面的正压力n n则有f n 根据牛顿第二定律对物体有 水平方向 fcos f ma竖直方向 n fsin mg解得 a 0 50m s2 2 根据运动学公式 v at 1 0m s 3 设撤去拉力后物体滑行的最大距离为x根据动能定理 mgx 0 mv2解得 x 0 10m 1 3如图所示 一质量m 0 4kg的小物块 以v0 2m s的初速度 在与斜面成某一夹角的拉力f作用下 沿斜面向上做匀加速运动 经t 2s的时间物块由a点运动到b点 a b之间的距离l 10m 已知斜面倾角 30 物块与斜面之间的动摩擦因数 重力加速度g取10m s2 1 求物块加速度的大小及到达b点时速度的大小 2 拉力f与斜面夹角多大时 拉力f最小 拉力f的最小值是多少 答案 1 3m s28m s 2 30 n 解析 1 设物块加速度的大小为a 到达b点时速度的大小为v 由运动学公式得l v0t at2 v v0 at 联立 式 代入数据得a 3m s2 v 8m s 2 设物块所受支持力为fn 所受摩擦力为ff 拉力与斜面间的夹角为 受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 fcos mgsin ff ma fsin fn mgcos 0 又ff fn 联立 式得f 由数学知识得 cos sin sin 60 由 式可知对应f最小时与斜面间的夹角 30 联立 式 代入数据得f的最小值为fmin n 考点二超重和失重 c 在物体离开手的瞬间 物体的加速度大于重力加速度d 在物体离开手的瞬间 手的加速度大于重力加速度 2 1 2014北京理综 18 6分 应用物理知识分析生活中的常见现象 可以使物理学习更加有趣和深入 例如平伸手掌托起物体 由静止开始竖直向上运动 直至将物体抛出 对此现象分析正确的是 a 手托物体向上运动的过程中 物体始终处于超重状态b 手托物体向上运动的过程中 物体始终处于失重状态 d 答案d物体由静止开始向上运动时 物体和手掌先一起加速向上 物体处于超重状态 之后物体和手掌分离前 应减速向上 物体处于失重状态 故a b均错误 当物体和手分离时 二者速度相同 又因均做减速运动 故分离条件为a手 a物 分离瞬间物体的加速度等于重力加速度 则手的加速度大于重力加速度 选项d正确 c错误 2 2一座大楼中有一部直通高层的客运电梯 电梯的简化模型如图 1 所示 已知电梯在t 0时由静止开始上升 电梯的加速度a随时间t的变化如图 2 所示 如图 1 所示 一质量为m的乘客站在电梯里 电梯对乘客的支持力为