高中物理 第4章 第6、7节 超重和失重 力学单位课件 粤教版必修1.ppt

第六 七节超重和失重力学单位 1 如图4 6 7 2所示 重10n的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动 物体与桌面间的动摩擦因数为0 1 现给物体施加水平向右的拉力f 其大小为20n 则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为 取g 10m s2 精彩回眸 图4 6 7 2 a 1n 19m s2b 0 20m s2c 1n 21m s2d 条件不足 无法计算 答案 c 2 用30n的水平外力f 拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg的物体 力f作用3s后消失 则第5s末物体的速度和加速度分别是 a v 4 5m s a 1 5m s2b v 7 5m s a 1 5m s2c v 4 5m s a 0d v 7 5m s a 0 答案 c 3 如图4 6 7 3所示 小车质量为m 光滑小球p的质量为m 绳质量不计 水平地面光滑 要使小球p随车一起做匀加速运动 则施于小车的水平作用力f是 已知 a mgtan b m m gtan c m m gcot d m m gsin 图4 6 7 3 答案 b 解释 对小球受力分析如右图所示 则mgtan ma 所以a gtan 对整体 f m m a m m gtan 一 超重和失重1 超重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 称为超重现象 加速度的方向向上 2 失重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 称为失重现象 加速度的方向向下 3 完全失重现象 如果一个物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 称为完全失重现象 加速度为g 知识梳理 大于 小于 为零 思考 物体处于完全失重时还受重力吗 答案 地球对物体仍然有引力 仍然要受重力 二 单位制一个物理公式在确定了相关物理量关系的同时 也确定了物理量的 关系 国际单位由 和 组成 在力学中 选定 作为基本单位 力学中的其他单位都可以利用物理公式从这三个基本单位推导出来 叫做 单位 基本单位 导出单位 m 长度单位 kg 质量单位 s 时间单位 导出单位 1 产生超重的原因当物体具有向上的加速度a 向上加速或向下减速运动 时 支持物对物体的支持力 或悬绳的拉力 为f 由牛顿第二定律可得f mg ma 所以f m g a mg 由牛顿第三定律知 物体对支持物的压力 或对悬绳的拉力 f mg 超重和失重 2 产生失重的原因当物体具有向下的加速度a 向下加速或向上减速运动 时 支持物对物体的支持力 或悬绳对物体的拉力 为f 由牛顿第二定律可知mg f ma 所以f m g a mg 由牛顿第三定律可知 物体对支持物的压力 或对悬绳的拉力 f mg 当物体具有向下的加速度a g时 则f 0 物体处于完全失重状态 3 超重 失重的分析比较 特别提醒 1 超重与失重不是重力本身变了 而是物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力发生了变化 若弹力大于重力是超重 反之是失重 2 从牛顿第二定律可以知道 加速度方向是超失重判断的关键 若加速度方向向上 包括斜向上 物体处于超重状态 若加速度方向向下 包括斜向下 物体处于失重状态 3 利用超失重现象可以依据加速度方向定性的分析弹力的情况 以避免直接列式计算的繁琐 例1 某实验小组 利用dis系统观察超重和失重现象 他们在电梯内做实验 在电梯的地板上放置一个压力传感器 在传感器上放一个重为20n的物块 如图4 6 7 4甲所示 实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图象 如图乙 根据图分析得出的结论中正确的是 图4 6 7 4 a 从时刻t1到t2 物块处于失重状态b 从时刻t3到t4 物块处于失重状态c 电梯可能开始停在低楼层 先加速向上 接着匀速向上 再减速向上 最后停在高楼层d 电梯可能开始停在高楼层 先加速向下 接着匀速向下 再减速向下 最后停在低楼层 解析 从f t图象可以看出 0 t1 f mg 电梯可能处于静止状态或匀速运动状态 t1 t2 f mg 电梯具有向上的加速度 物块处于超重状态 可能加速向上运动或减速向下运动 t2 t3 f mg 可能静止或匀速运动 t3 t4 f mg 电梯具有向下的加速度 物块处于失重状态 可能做加速向下或减速向上运动 综上分析可知 b c正确 答案 bc 题后反思 1 判断超 失重现象关键是看加速度方向 而不是运动方向 2 处于超重状态时 物体可能做向上加速或向下减速运动 3 处于失重状态时 物体可能做向下加速或向上减速运动 质量为50kg的人站在升降机中 取竖直向上的方向为正方向 升降机运动的v t图象如图4 6 7 5所示 在t 0至t 2s内 人对升降机地板的压力为 n 在t 6s至t 10s内 人对升降机地板的压力为 n g取10m s2 答案 550475 图4 6 7 5 1 单位制单位是为了测定 比较物理量的大小而建立的 在学习物理时 正确使用单位非常重要 物理公式在确定了物理量数量关系的同时 也确定了物理量的单位关系 1 基本单位 被选定的几个物理量的单位叫基本单位 我们可以根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系 推导出其他物理量的单位 力学单位 2 导出单位 由物理公式中各物理量的关系根据基本单位推导得来的单位叫导出单位 3 单位制 基本单位和导出单位一起组成了单位制 2 力学单位制 1 基本单位 选定长度 质量和时间这三个物理量的单位作为基本单位 2 在国际单位制中 取m 长度单位 kg 质量单位 s 时间单位 为基本单位 则可推导出1n 1kg m s2 3 国际单位制的基本单位 特别提醒 利用单位制进行计算时 可对计算结果的正误进行检验 如用力学国际单位制计算时 只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量的力学国际单位制中的单位完全统一时 该运算过程才可能是正确的 若所求物理量的单位不对 则结果一定出错 例2 一辆质量为4 103kg的汽车在水平地面上匀速行驶 某个时刻关闭发动机 经过20s滑行40m而停止下来 求汽车所受阻力为多大 答案 800n 题后反思 1 物理量与物理单位不同 物理量是能够定量地反映客观事物的主要属性和共同特征的物理概念 每一个物理量都可以用 数值 单位 来表述 单位不同 其数值也不同 可见物理单位是完整描述物理量的一部分 2 一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位的符号表示 这个物理量的单位一定是导出单位 如速度 m s 密度 kg m3等 但是用一个符号表示的单位不一定是基本单位 如米 m 是基本单位 而牛顿 n 却是导出单位 3 物理计算问题中给出的各物理量的单位不一定是统一的国际单位 一般先将其换算成统一的国际单位 这样在计算过程中就不必将单位一一代入进行运算 只要在计算的数值后面加上相应的单位即可 质量为1 5t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0 05倍 汽车在水平地面上做匀加速直线运动时 5s内速度由36km h增至54km h 求汽车所受牵引力的大小 g取10m s2 答案 2 25 103n 例3 某人在地面上最多能举起m1 60kg的物体 在一个加速下降的电梯里最多能举起m2 80kg的物体 取g 10m s2 求 1 此电梯的加速度 2 若电梯以 1 中加速度大小加速上升 则此人在电梯中最多能举起多大质量的物体 综合 拓展 提高 答案 1 2 5m s2 2 48kg 题后反思 解决在升降机中举物体这类问题时 一定要注意在列牛顿第二定律方程时 确定哪一个物体为研究对象 我们一般选取在升降机中被举起的物体为研究对象 对其进行受力分析画出受力图 然后根据牛顿第