高中物理 超重和失重 从动力学看自由落体运动 新人教版必修

1、高中物理 超重和失重 从动力学看自由落体运动课件 新人教版必修第1页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第2课时超重和失重从动力学看自由落体运动 同步导学方案课后强化演练第2页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第3页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四要点一超重和失重1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”，大小等于秤所受的拉力或压力第4页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四2超重现象(1)概念：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有

2、竖直向上的加速度，与物体的速度的大小和方向无关第5页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四(3)产生原因：当物体具有向上的加速度a(物体做向上加速或向下减速运动)时，支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为FT.由牛顿第二定律可得：FTmgma.所以FTm(ga)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)FTmg.第6页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四3失重现象(1)概念：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于重力的现象(2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度，与物体速度的大小和方向无关(3)产生原因：当物体具有竖直向下的加速度(

3、物体可加速向下运动，也可以减速向上运动)时，悬绳对物体的拉力(或支持物对物体的支持力)为FT.由牛顿第二定律得mgFTma，所以FTmgmamg.由牛顿第三定律可知，物体对悬绳的拉力(或对支持物的压力)FTmgmamg，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；t2t3，Fmg，可能静止或匀速运动；t3t4，Fmg，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第25页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四气球下挂一重物，以v010 m/s匀速上升，当达到离地面高175 m处时，悬挂重物的绳子

4、突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地速度多大？(空气阻力不计，g取10 m/s2)【分析】解答本题应注意以下两点：(1)绳断时，物体速度方向向上，继续向上运动(2)物体运动过程可分段来处理，也可用全程法题型 2从动力学看竖直上抛运动例 2第26页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第27页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四【答案】7 s60 m/s第28页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四【方法总结】当物体在竖直方向只受重力作用时，加速度为重力加速度g，物体在竖直方向做匀变速直线运动，可用匀变速运动公式解题第29页，共55页，20

5、22年，5月20日，9点54分，星期四以v020 m/s的速度竖直上抛一小球，经2 s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球g取10 m/s2，则两球相碰处离出发点的高度是()A10 mB15 mC20 m D不会相碰 变式训练2-1第30页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第31页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四解法二：根据速度对称性，上升阶段与下降阶段经过同一位置的速度大小相等、方向相反，即v0g(t2)v0gt，解得t1 s，代入位移公式得h15 m.答案：B第32页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四质量是60 kg的人站在升

6、降机中的体重计上，如图所示重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，体重计的示数是多少？(1)匀速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降；(4)以重力加速度g加速下降题型 3利用超重和失重的观点解题例 3第33页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第34页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四【解析】(1)匀速上升时：由平衡条件得：FN1mg600 N由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600 N，即体重计示数为600 N.(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：FN2mgma1FN2mgma1840 N由牛顿

7、第三定律得：人对体重计压力为840 N，即体重计示数为840 N.第35页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：mgFN3ma3FN3mgma3300 N由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300 N，即体重计示数为300 N.(4)当ag加速下降时，人完全失重，体重计示数为零【答案】(1)600 N(2)840 N(3)300 N(4)零第36页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四【方法总结】实质上当物体有竖直向下的加速度分量ay时，物体即处于失重状态，且实际重力与视重差为may；当物体有竖直向上的加速度分量ay时，物体即处

8、于超重状态，且视重与实际重力差为may.第37页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四一质量为m40 kg的小孩站在电梯内的体重计上电梯从t0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F的变化如图所示试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g10 m/s2.变式训练3-1第38页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第39页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四答案：9 m第40页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖

9、直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是()A易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快B易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快题型 4完全失重问题例 4第41页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四C易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变D易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出【解析】易拉罐被竖直向上抛出后，在不计空气阻力的情况下，无论是上升还是下降过程中都只受重力的作用，都处于完全失重状态水对易拉罐各个方向都没有压力作用，而且由于水和易拉罐的运动情况相同，因此水不会从小洞中漏出，选项D正确【答案】D第42页，共55页，2022年，5月20日，

10、9点54分，星期四【方法总结】当物体处于完全失重状态时，与重力有关的现象完全消失，液体不再产生压强，物体间不再产生压力第43页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)下列说法正确的是()变式训练4-1第44页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四A在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力解析：上升和下降过程中，两物体均处于完全失重状态，A对B的压力为零答案：A第

11、45页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四第46页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四1.关于超重和失重，下列说法中正确的是()A超重就是物体受的重力增加了B失重就是物体受的重力减小了C完全失重就是物体一点重力都不受了D不论超重或失重，物体所受重力是不变的第47页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四解析：“超重”并不是说重力增加了，“失重”并不是说重力减少了，“完全失重”也不是说重力完全消失了发生超重、失重、完全失重现象时，物体所受重力并没有发生变化，变化的只是物体受到的拉力或支持力，即视重答案：D第48页，共55页，2022年，5月20日

12、，9点54分，星期四2一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600 N，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数()A一直大于600 NB一直小于600 NC先是大于600 N后小于600 N，最后等于600 ND先是小于600 N后大于600 N，最后等于600 N第49页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四解析：把人看做一个整体，受到重力和磅秤支持力的作用，若重心加速下降，处于失重状态，则支持力小于重力；若重心减速下降，处于超重状态，则支持力大于重力人下蹲的过程较复杂，首先必定加速，但最后人又静止，所以必定还有减速过程，即人的重心先加速，

13、后减速下降，最后静止，因此，体重计示数先小于体重，后大于体重，最后等于体重答案：D第50页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四3在升降机中，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，则他自己的下列判断可能正确的是(g取10 m/s2)()A升降机以8 m/s2的加速度加速上升B升降机以2 m/s2的加速度加速下降C升降机以2 m/s2的加速度减速上升D升降机以8 m/s2的加速度减速下降第51页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四解析：由牛顿第二定律可得mg0.8mgma，a2 m/s2因此升降机可能以2 m/s2的加速度加速下降或减速上升，BC正确答案：BC第52页，共55页，2022年，5月20日，9点54分，星期四4将物体竖直向上抛出后，能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图象是图中的()解析：物体受重力作用，先减速为零后反向加速，速率增大答案：D第53页，共55页，2022年，5月20日，9点5