2022届高考物理一轮复习-第3章-第2课时-两类动力学问题--超重和失重课件-人教大纲版2

1、考 纲 要 求三 年 考 情热 点 考 向考点要求2007年2008年2009年牛顿定律的应用海南物理(t16计算)山东理综(t17选择)上海物理(t21计算)山东理综(t19选择)广东物理(t1选择)海南物理(t15计算)全国(t20选择)安徽卷(t17选择)江苏卷(t13计算)广东卷(t8选择)1.从近年高考题可看出本课时高考热点是：牛顿运动定律的应用题型有选择题、计算题，难度中等偏上2预计在2011年高考中，对牛顿运动定律的理解与应用以及超重、失重仍将是命题的热点，且与直线运动、功和能等规律综合在一起考查的可能性较大.超重和失重第第2 2课时课时 两类动力学问题两类动力学问题 超重和失重

2、超重和失重第一页，编辑于星期一：十四点 分。第一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。1单位制：单位制：由由 单位和单位和 单位一起组成了单位制单位一起组成了单位制(1)基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们是是 、 、 ；它们的国际单位分别是；它们的国际单位分别是 、 、 (2)导出单位：由导出单位：由 量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位基本基本导出导出长度长度质量质量时间时间米米千克千克秒秒基本基本第二页，编辑于星期一：十四点 分。第二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。2国际单位

3、制中的基本物理量和基本单位国际单位制中的基本物理量和基本单位国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l质量m时间t电流i安培a热力学温度t开尔文k物质的量n摩尔mol发光强度i坎德拉cd米米千克千克秒秒mk kgs第三页，编辑于星期一：十四点 分。第三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。1关于力学单位制说法中正确的是关于力学单位制说法中正确的是() ak kg、m/s、n是导出单位是导出单位 bk kg、m、j是基本单位是基本单位 c在国际单位制中，质量的基本单位是在国际单位制中，质量的基本单位是k kg，也可以是，也可以是g d只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是

4、只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是fma第四页，编辑于星期一：十四点 分。第四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：在力学单位制中，在力学单位制中，k kg、m、s为基本单位，为基本单位，m/s、j和和n均为导出单位，均为导出单位，a、b均不正确；均不正确；g不是国际单位的基本单位，不是国际单位的基本单位，c不正确；只有在国际单位制中，不正确；只有在国际单位制中，fk kma中的中的k k才为才为“1”，牛顿第二定律的表达式才是，牛顿第二定律的表达式才是fma，故只有，故只有d正确正确答案：答案：d第五页，编辑于星期一：十四点 分。第五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。1

5、视重：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，大小等于测力计所受物体的数，大小等于测力计所受物体的 或台秤所受物体的或台秤所受物体的 拉力拉力压力压力第六页，编辑于星期一：十四点 分。第六页，编辑于星期四：二十点 三十四分。2超重、失重、完全失重的比较超重、失重、完全失重的比较超重失重完全失重定义物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的状态产生的原因物体有 的加速度物体有 的加速度a

6、方向向下大于大于小于小于等于零等于零竖直向上竖直向上竖直向下竖直向下g第七页，编辑于星期一：十四点 分。第七页，编辑于星期四：二十点 三十四分。“超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了，完全失重超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了，完全失重就是就是物体不受物体不受重力了重力了”这种说法是否正确，为什么？这种说法是否正确，为什么？提示：提示：不正确超重或失重是指物体的不正确超重或失重是指物体的“视重视重”大于或小于其重力的现象，物体实际受到大于或小于其重力的现象，物体实际受到的重力并没有变化的重力并没有变化第八页，编辑于星期一：十四点 分。第八页，编辑于星期四：二十点 三十四分

7、。如何理解超重和失重？如何理解超重和失重？1不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“ “视重视重” ”改变改变2物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是具有向上的加速度还是具有向下的加速度具有向上的加速度还是具有向下的加速度3当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有ag的加速度效果的加速度效果，不再产生其他不再产生其他效果效果平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效

8、、浸在水中平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等第九页，编辑于星期一：十四点 分。第九页，编辑于星期四：二十点 三十四分。2.如图如图321所示，运动员所示，运动员“3 m跳板跳水跳板跳水”运动的过运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置置b压到最低点压到最低点c，跳板又将运动员，跳板又将运动员a竖直向上弹到最高竖直向上弹到最高点点a，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中，跳板自身重

9、力忽略不计，则下列说法正确的是跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是()第十页，编辑于星期一：十四点 分。第十页，编辑于星期四：二十点 三十四分。a.运动员向下运动（运动员向下运动（bcbc）的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大）的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大b.运动员向下运动（运动员向下运动（bcbc）的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大）的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大c.运动员向上运动（运动员向上运动（cbcb）的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小）的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小d.运动员向上运动（运动员向上运动（cb

10、cb）的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小）的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小第十一页，编辑于星期一：十四点 分。第十一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：运动员由运动员由bc的过程中，先向下加速后向下减速，即先失重后超重，但板的形变的过程中，先向下加速后向下减速，即先失重后超重，但板的形变量一直增大，所以板受的压力一直增大；同理运动员由量一直增大，所以板受的压力一直增大；同理运动员由cb的过程中，先超重后失重，板的过程中，先超重后失重，板所受的压力一直减小所受的压力一直减小. .答案：答案：bd第十二页，编辑于星期一：十四点 分。第十二页，编辑于星期四：二十点 三十

11、四分。1已知受力情况求运动情况已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，已知物体的根据牛顿第二定律，已知物体的 情况，可以求出物体的加速度；再知情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件道物体的初始条件(初位置和初速度初位置和初速度)，根据，根据 ，就可以求出物体，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况受力受力运动学公式运动学公式2已知物体的运动情况，求物体的受力情况已知物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由根据物体的运动情况，由 可以求出加速度，再根据可以求出加速度，再根据 可确定物体的合外力，从而求

12、出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等度系数、力的方向等a运动学公式运动学公式牛顿第二牛顿第二定律定律第十三页，编辑于星期一：十四点 分。第十三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。两类动力学问题的解题思路图解：两类动力学问题的解题思路图解：第十四页，编辑于星期一：十四点 分。第十四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。如图如图322所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成平面成53角的恒力拉着它沿水平面做直线运动，已知拉力角的恒力拉着它沿

13、水平面做直线运动，已知拉力f3.0 n，玩具的质量，玩具的质量m0.5 k kg，经时间，经时间t2.0 s，玩具移动了，玩具移动了s4 m，这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？(取取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)第十五页，编辑于星期一：十四点 分。第十五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：一阶段一阶段s at2所以所以a2 m/s2fcos 53(mgfsin 53)ma所以所以 vat4 m/s二阶段二阶段ffmg所以所以ffs0 mv2s2.6 m答案：答案：2.6 m第十六页，编辑于星期一：十四点 分。第十六页

14、，编辑于星期四：二十点 三十四分。【例【例1】 为为了研究超重与失重现象，某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在了研究超重与失重现象，某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动并随时观察体重秤示数的变化情况下表记录了几个特体重秤上随电梯运动并随时观察体重秤示数的变化情况下表记录了几个特定时刻体重秤的示数定时刻体重秤的示数(表内时间不表示先后顺序表内时间不表示先后顺序)时间t0t1t2t3体重秤示数/kg45.050.040.045.0第十七页，编辑于星期一：十四点 分。第十七页，编辑于星期四：二十点 三十四分。若已知若已知t0时刻电梯静止，则以下判断正确的是时刻电梯静止，则以

15、下判断正确的是()at1和和t2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化bt1和和t2时刻电梯的加速度方向一定相反时刻电梯的加速度方向一定相反ct1和和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向不一定相反时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向不一定相反dt3时刻电梯可能向上运动时刻电梯可能向上运动第十八页，编辑于星期一：十四点 分。第十八页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：人所受的重力等于人的质量和重力加速度的乘积，与人的运动状态无关，人所受的重力等于人的质量和重力加速度的乘积，与人的运动状态无关，t0时刻电梯时刻电梯静止，体重秤

16、的示数大小等于人的体重，静止，体重秤的示数大小等于人的体重，t1时刻体重秤的示数大于人的体重，说明人处时刻体重秤的示数大于人的体重，说明人处于超重状态，加速度方向向上；于超重状态，加速度方向向上；t2时刻体重秤的示数小于人的体重，说明人处于失重时刻体重秤的示数小于人的体重，说明人处于失重状态，加速度方向向下；状态，加速度方向向下；t3时刻体重秤的示数等于人的体重，说明人的加速度为零，时刻体重秤的示数等于人的体重，说明人的加速度为零，处于平衡状态，电梯可能静止，可能向上匀速运动，也可能向下匀速运动；本题处于平衡状态，电梯可能静止，可能向上匀速运动，也可能向下匀速运动；本题的正确答案为的正确答案为

17、b、c、d.答案：答案：bcd第十九页，编辑于星期一：十四点 分。第十九页，编辑于星期四：二十点 三十四分。11汶川大地震后，为解决灾区群众的生活问题，党和国家汶川大地震后，为解决灾区群众的生活问题，党和国家派出大量直升机空投救灾物资有一直升机悬停在空中向地派出大量直升机空投救灾物资有一直升机悬停在空中向地面投放装有物资的箱子，如图面投放装有物资的箱子，如图323所示设投放初速度所示设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中

18、，下列说法正确的是下列说法正确的是()第二十页，编辑于星期一：十四点 分。第二十页，编辑于星期四：二十点 三十四分。a箱内物体对箱子底部始终没有压力箱内物体对箱子底部始终没有压力b箱子刚投下时，箱内物体受到的支持力最大箱子刚投下时，箱内物体受到的支持力最大c箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大d若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来飘起来”第二十一页，编辑于星期一：十四点 分。第二十一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：因为下落速度不断增大，而阻力因为下落速

19、度不断增大，而阻力ffv2，所以阻力逐渐增大，当，所以阻力逐渐增大，当ffmg时，物体时，物体开始匀速下落以箱和物体为整体：开始匀速下落以箱和物体为整体：(mm)gff(mm)a，ff增大则加速度增大则加速度a减减小对物体：小对物体：mgfnma，加速度减小，则支持力，加速度减小，则支持力fn增大所以物体后来受到的支持力增大所以物体后来受到的支持力比开始时要增大，不可能比开始时要增大，不可能“飘起来飘起来”答案：答案：c第二十二页，编辑于星期一：十四点 分。第二十二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。【例【例2】 (18分分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图冰壶比赛是在

20、水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图324甲所示比赛时，运动员脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰壶从本垒圆心甲所示比赛时，运动员脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰壶从本垒圆心o向前滑行，至前卫线时放开冰壶使其沿直线向前滑行，至前卫线时放开冰壶使其沿直线oo滑向营垒圆心滑向营垒圆心o，为使冰壶能在冰，为使冰壶能在冰面上滑得更远，运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因面上滑得更远，运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数一次比赛时，冰壶数一次比赛时，冰壶(可视为质点可视为质点)从本垒圆心从本垒圆心o点向前沿直线点向前沿直线oo滑行，某同学滑行，某同学利用计算机描绘出冰壶运动的利用计

21、算机描绘出冰壶运动的vt图象如图图象如图324乙所示，已知乙所示，已知oo30.0 m，冰，冰壶的质量为壶的质量为19 k kg，g取取10 m/s2，启动时运动员对冰壶的推力为恒力，求：，启动时运动员对冰壶的推力为恒力，求：第二十三页，编辑于星期一：十四点 分。第二十三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。(1)启动时运动员对冰壶的推力启动时运动员对冰壶的推力f；(2)用毛刷刷冰面的距离及此时冰壶与冰面间的动摩擦因数用毛刷刷冰面的距离及此时冰壶与冰面间的动摩擦因数.第二十四页，编辑于星期一：十四点 分。第二十四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：(1)分析分析vt图象可知，图象可知

22、，02.0 s内为冰壶的启动过程，内为冰壶的启动过程，2.0 s12.0 s为冰壶为冰壶在冰面上的自滑过程，在冰面上的自滑过程，12.0 s16.8 s为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程(2分分)02.0 s冰壶的加速度大小为冰壶的加速度大小为a12 m/s2(1分分)设不刷冰面时冰壶与冰面的动摩擦因数为设不刷冰面时冰壶与冰面的动摩擦因数为1，由牛顿第二定律有，由牛顿第二定律有f1mgma1(2分分)第二十五页，编辑于星期一：十四点 分。第二十五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。20 s12.0 s冰壶的加速度大小为冰壶的加速度大小为a20.32 m/s2(1分

23、分)由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有1mgma2(2分分)联立解得联立解得f44.1 n(2分分)第二十六页，编辑于星期一：十四点 分。第二十六页，编辑于星期四：二十点 三十四分。(2)12.0 s16.8 s为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程由为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程由vt图象知，用毛刷刷冰面的距图象知，用毛刷刷冰面的距离为离为s3 m1.92 m(2分分)此过程冰壶的加速度为此过程冰壶的加速度为a30.17 m/s2(2分分)由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有mgma3(2分分)此过程冰壶与冰面间的动摩擦因数为此过程冰壶与冰面间的动摩擦因数为 0.017.(2分分)答案：答案：(1)4

24、4.1 n(2)1.92 m0.017第二十七页，编辑于星期一：十四点 分。第二十七页，编辑于星期四：二十点 三十四分。在上例中冰壶静止在何位置？在上例中冰壶静止在何位置？解析：解析：02.0 s冰冰壶前进的距离为壶前进的距离为s1 m4 m20 s12.0 s冰壶滑行的距离为冰壶滑行的距离为s2 m24 m冰壶运动总距离为冰壶运动总距离为ss1s2s329.92 msoos0.08 m，即冰壶停在距，即冰壶停在距o点左侧点左侧0.08 m处处答案：答案：距距o点左侧点左侧0.08 m处处第二十八页，编辑于星期一：十四点 分。第二十八页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解答此类问题还应注意：不

25、论是已知运动求解力，还是已知力求解运动，作好解答此类问题还应注意：不论是已知运动求解力，还是已知力求解运动，作好“两分析两分析”即受即受力分析、运动分析是解决问题的关键在解决两类动力学基本问题时要正确画出受力分析图，进力分析、运动分析是解决问题的关键在解决两类动力学基本问题时要正确画出受力分析图，进行运动过程分析，建立已知的受力情况或运动情况与加速度的关系，从而达到事半功倍的效果行运动过程分析，建立已知的受力情况或运动情况与加速度的关系，从而达到事半功倍的效果第二十九页，编辑于星期一：十四点 分。第二十九页，编辑于星期四：二十点 三十四分。求解这两类问题的思路如下：求解这两类问题的思路如下：第

26、三十页，编辑于星期一：十四点 分。第三十页，编辑于星期四：二十点 三十四分。21如图如图325所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37角，一装潢工角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，人手持木杆绑着刷子粉刷天花板工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为大小为f10 n，刷子的质量为，刷子的质量为m0.5 k kg，刷子可视为质点刷子与天花板间的动摩擦因，刷子可视为质点刷子与天花板间的动摩擦因数为数为0.5，天花板长为，天花板长为l4 m，取，取sin 370.6，试求：，试求：(1)刷子沿天花板向上运动的加速度；刷子沿天花板向上运动的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间第三十一页，编辑于星期一：十四点 分。第三十一页，编辑于星期四：二十点 三十四分。解析：解析：(1)以以刷子为研究对象，受力分析如图所示，设滑动摩擦力为刷子为研究对象，受力分析如图所示，设滑动摩擦力为ff，天花板对，天花板对刷子的弹力为刷子的弹力为fn，由牛顿第二定律，得，由牛顿第二定律，得(fmg)sin 37ffmaf