高考物理复习 第3章第三节超重和失重课件 沪科版.ppt

第三节超重和失重 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第三节超重和失重 基础知识梳理 基础知识梳理 超重和失重1 超重 1 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬线的拉力 物体所受重力的情况称为超重现象 2 产生条件 物体具有 的加速度 2 失重 1 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬线的拉力 物体所受重力的情况称为失重现象 2 产生条件 物体具有 的加速度 大于 向上 小于 向下 3 完全失重物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 的情况称为完全失重现象 4 视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时 弹簧测力计或台秤的示数称为视重 视重的大小等于秤所受的 或 为零 拉力 压力 思考感悟物体向上运动的时候才出现超重 向下运动的时候才出现失重 这种说法是否正确 为什么 提示 这是一种错误的认识 超重与失重跟物体运动速度的方向无关 只由物体运动的加速度来决定 加速度向上即是处于超重状态 加速度向下就是处于失重状态 课堂互动讲练 一 超重和失重1 产生条件 物体必须具有竖直方向上的加速度 而与运动速度的大小和方向无关 只与加速度的大小和方向有关 若加速度方向向上 则处于超重状态 若加速度方向向下 则处于失重状态 若加速度a g 即方向向下 大小为9 8m s2 则处于完全失重状态 2 深化理解 1 在重力加速度恒定时 重力是一恒量 超重 失重现象只是 视重 发生变化 而物体所受重力并不变化 2 凡是物体加速度方向与重力加速度方向相反时物体处于超重状态 当物体出现超重状态时 对重物的支持力 或拉力 的一部分与重物的重力相平衡 另一部分提供重物与系统一起做加速运动所需的力 视重超出物体实际重力的部分一定等于ma 3 物体加速度方向与重力加速度方向一致时 处于失重状态 当出现失重现象时 则重力有一部分提供重物加速运动所需要的力 多余部分的重力则与支持力 或拉力 相平衡 视重一定比物体实际重力小ma 4 在失重状态中 如a g时 物体处于完全失重状态 这时由重力所产生的一切现象消失 如 两块物体叠放在一起共同自由落体 上面物块对下面物块将不产生压力 单摆停摆 天平无法测量物体质量 浮力消失 液柱不再产生向下的压强等 但物体的重力不会因出现超重或失重而变化 3 重力与视重的区别和联系重力是由地球对物体的吸引而产生的 人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小 用这种方法测得的重力大小常称为 视重 其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力 名师点睛 物体具有向上的加速度时 无论加速度大小多大 物体都处于超重状态 只是加速度越大 超重越厉害 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2011年深圳模拟 如图3 3 1所示 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 弹簧下端悬挂一个小铁球 在电梯运行时 乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小 这一现象表明 a 电梯一定是在下降b 电梯可能是在上升c 电梯的加速度方向一定是向上d 乘客一定处在失重状态 图3 3 1 解析 选bd 因 弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小 所以小球所受的合外力向下 加速度向下 乘客处于失重状态 c错误 d正确 仅知加速度的方向 无法判断电梯的运动方向 其运动方向有两种可能 即上升或下降 a错误 b正确 二 多过程问题对于动力学中的多过程问题 往往要按时间顺序对题目给出的物体的运动过程进行分析 这种方法简称 程序法 程序法 一般用于综合题 要求我们从读题 审题开始 注意题中能划分多少个不同的物理过程或多少个不同的状态 然后对各个过程或状态进行分析 画出运动过程示意简图 含物体所在位置 速度方向 加速度方向等 特别注意 若所研究运动过程的运动性质 受力情况并非恒定不变时 则要把整个运动过程分成几个不同的运动过程详细分析 要弄清楚各运动过程之间的联系 名师点睛 多过程中各过程之间有联系的物理量常为速度 而从一个过程到另一个过程发生变化的常为力 特别要注意摩擦力的变化 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年辽宁锦州期末 如图3 3 2所示 一名消防队员在模拟演习训练中 沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑 已知这名消防队员的质量为60kg 他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑 滑到地面时速度恰好为零 如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍 下滑的总时间为3s g取10m s2 那么该消防队员 图3 3 2 a 下滑过程中的最大速度为4m sb 加速与减速过程的时间之比为1 2c 加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1 7d 加速与减速过程的位移之比为1 4 经典题型探究 在升降电梯内的地面上放一体重计 电梯静止时 晓敏同学站在体重计上 体重计示数为50kg 电梯运动过程中 某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3 3 3所示 在这段时间内升降机的加速度怎样 图3 3 3 思路点拨 解答本题时应注意以下三点 1 体重计的示数与晓敏对体重计的压力的关系 2 晓敏对体重计的压力与其受的支持力的大小关系 3 根据视重和重力大小只能确定电梯的加速度的大小和方向 答案 加速度大小为2m s2 方向竖直向下 规律总结 在超重和失重现象中物体重力并没有变 变化的是物体对水平支持物或竖直悬绳的拉力 互动探究当升降机的加速度方向竖直向上 大小为6m s2时 体重计的示数如何 解析 以晓敏为研究对象 她受到重力和支持力n由牛顿第二定律得n mg ma n mg ma 50 10 50 6 800 n 由牛顿第三定律知她对体重计的压力大小也为800n 即80kg 所以体重计的示数为80kg 答案 80kg 满分样板15分 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器 其质量m 2kg 动力系统提供的恒定升力f 28n 试飞时 飞行器从地面由静止开始竖直上升 设飞行器飞行时所受的阻力大小不变 g取10m s2 1 第一次试飞 飞行器飞行t1 8s时到达高度h 64m 求飞行器所受阻力f的大小 2 第二次试飞 飞行器飞行t2 6s时遥控器出现故障 飞行器立即失去升力 求飞行器能达到的最大高度h 3 在 2 中 为了使飞行器不致坠落在地面 求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 思路点拨 分析飞行器的受力情况 根据牛顿第二定律列方程 再利用运动学公式列出关于位移和速度的方程 联立方程即可求解 图3 3 4 反思领悟 在第二次飞行中 飞机经历了三个过程 明确每个过程的运动情况和受力情况是问题关键 为了分析清晰一定要作出过程示意图 如图3 3 5所示是电梯上升的v t图线 若电梯的质量为100kg 则承受电梯的钢绳受到的拉力在0 2s之间 2s 6s之间 6s 10s之间分别为多大 g取10m s2 图3 3 5 思路点拨 从图中可以看出电梯的运动情况为先加速 后匀速 再减速 根据v t