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.ppt

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 单单位和位和 单单位一起位一起组组成了成了单单位制位制(1)基本基本单单位：基本物理量的位：基本物理量的单单位力学中的基本量有三个，它位力学中的基本量有三个，它们们是是 、；它；它们们的国的国际单际单位分位分别别是是 、(2)导导出出单单位：由位：由 量根据物理关系推量根据物理关系推导导出来的其他物理量的出来的其他物理量的单单位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关于力学关于力学单单位制位制说说法中正确的是法中正确的是()Ak kg、m/s、N是是导导出出单单位位 Bk kg、m、J是基本是基本单单位位 C在国在国际单际单位制中，位制中，质质量的基本量的基本单单位是位是k kg，也可以是，也可以是g D只有在国只有在国际单际单位制中，牛位制中，牛顿顿第二定律的表达式才是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。解解析析：在在力力学学单单位位制制中中，k kg、m、s为为基基本本单单位位，m/s、J和和N均均为为导导出出单单位位，A、B均均不不正正确确；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 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。“超超重重就就是是物物体体重重力力增增加加了了，失失重重就就是是物物体体重重力力减减小小了了，完完全全失失重重就就是是物物体体不不受受重力了重力了”这这种种说说法是否正确，法是否正确，为为什么？什么？提提示示：不不正正确确超超重重或或失失重重是是指指物物体体的的“视视重重”大大于于或或小小于于其其重重力力的的现现象象，物物体体实实际际受受到到的的重力并没有变化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。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物物体体是是否否处处于于超超重重或或失失重重状状态态，不不在在于于物物体体向向上上运运动动还还是是向向下下运运动动，而而在在于于物物体体是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当当物物体体处处于于完完全全失失重重状状态态时时，重重力力只只产产生生使使物物体体具具有有ag的的加加速速度度效效果果，不不再再产产生生其其他他效效果果平平常常一一切切由由重重力力产产生生的的物物理理现现象象都都会会完完全全消消失失，如如单单摆摆停停摆摆、天天平平失失效效、浸浸在在水水中中的的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等物体不再受浮力，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.如如图图321所示，运所示，运动员动员“3 m跳板跳水跳板跳水”运运动动的的过过程程可可简简化化为为：运：运动员动员走上跳板，将跳板从水平位置走上跳板，将跳板从水平位置B压压到最低点到最低点C，跳板又将运，跳板又将运动员动员a竖竖直向上直向上弹弹到最高点到最高点A，然后运，然后运动员动员做自由落体运做自由落体运动动，竖竖直落入水中，跳板直落入水中，跳板自身重力忽略不自身重力忽略不计计，则则下列下列说说法正确的是法正确的是()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（CBCB）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根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，已已知知物物体体的的 情情况况，可可以以求求出出物物体体的的加加速速度度；再再知知道道物物体体的的初初始始条条件件(初初位位置置和和初初速速度度)，根根据据 ，就就可可以以求求出出物物体体在在任任一一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况时刻的速度和位置，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 可可确确定定物物体体的的合合外外力力，从从而而求求出出未未知知力力，或或与与力力相相关关的的某某些些量量，如如动动摩摩擦擦因因数数、劲劲度度系数、力的方向等系数、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。如如图图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角的恒力拉着它沿水平面做直线线运运动动，已知拉力，已知拉力F3.0 N，玩具的，玩具的质质量量m0.5 k kg，经时间经时间t2.0 s，玩具移，玩具移动动了了s4 m，这时这时幼儿松开手，幼儿松开手，问问玩具玩具还还能运能运动动多多远远？(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，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了研究超重与失重现现象，某同学把一体重秤放在象，某同学把一体重秤放在电电梯的地板上，他站在梯的地板上，他站在体重秤上随体重秤上随电电梯运梯运动动并随并随时观时观察体重秤示数的察体重秤示数的变变化情况下表化情况下表记录记录了几个特定了几个特定时时刻体重秤的示数刻体重秤的示数(表内表内时间时间不表示先后不表示先后顺顺序序)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时时刻刻电电梯静止，梯静止，则则以下判断正确的是以下判断正确的是()At1和和t2时时刻刻该该同学的同学的质质量并没有量并没有变变化，但所受重力化，但所受重力发发生生变变化化Bt1和和t2时时刻刻电电梯的加速度方向一定相反梯的加速度方向一定相反Ct1和和t2时时刻刻电电梯运梯运动动的加速度大小相等，运的加速度大小相等，运动动方向不一定相反方向不一定相反Dt3时时刻刻电电梯可能向上运梯可能向上运动动第十八页，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。解解析析：人人所所受受的的重重力力等等于于人人的的质质量量和和重重力力加加速速度度的的乘乘积积，与与人人的的运运动动状状态态无无关关，t0时时刻刻电电梯梯静静止止，体体重重秤秤的的示示数数大大小小等等于于人人的的体体重重，t1时时刻刻体体重重秤秤的的示示数数大大于于人人的的体体重重，说说明明人人处处于于超超重重状状态态，加加速速度度方方向向向向上上；t2时时刻刻体体重重秤秤的的示示数数小小于于人人的的体体重重，说说明明人人处处于于失失重重状状态态，加加速速度度方方向向向向下下；t3时时刻刻体体重重秤秤的的示示数数等等于于人人的的体体重重，说说明明人人的的加加速速度度为为零零，处处于于平平衡衡状状态态，电电梯梯可可能能静静止止，可可能能向向上上匀匀速速运运动动，也也可可能能向向下下匀匀速速运运动动；本本题题的的正确答案为正确答案为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，汶川大地震后，为为解决灾区群众的生活解决灾区群众的生活问题问题，党和国家，党和国家派出大量直升机空投救灾物派出大量直升机空投救灾物资资有一直升机有一直升机悬悬停在空中向地停在空中向地面投放装有物面投放装有物资资的箱子，如的箱子，如图图323所示所示设设投放初速度投放初速度为为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运且运动过动过程中箱子始程中箱子始终终保持保持图图示姿示姿态态在箱子下落在箱子下落过过程中，程中，下列下列说说法正确的是法正确的是()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箱内物体箱内物体对对箱子底部始箱子底部始终终没有没有压压力力B箱子箱子刚刚投下投下时时，箱内物体受到的支持力最大，箱内物体受到的支持力最大C箱子接近地面箱子接近地面时时，箱内物体受到的支持力比，箱内物体受到的支持力比刚刚投下投下时时大大D若下落距离足若下落距离足够长够长，箱内物体有可能不受底部支持力而，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘飘起来起来”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。解解析析：因因为为下下落落速速度度不不断断增增大大，而而阻阻力力Ffv2，所所以以阻阻力力逐逐渐渐增增大大，当当Ffmg时时，物物体体开开始始匀匀速速下下落落以以箱箱和和物物体体为为整整体体：(Mm)gFf(Mm)a，Ff增增大大则则加加速速度度a减减小小对对物物体体：MgFNma，加加速速度度减减小小，则则支支持持力力FN增增大大所所以以物物体体后后来来受受到到的的支支持持力力比比开始时要增大，不可能开始时要增大，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)冰冰壶壶比比赛赛是在水平冰面上是在水平冰面上进进行的体育行的体育项项目，比目，比赛场赛场地示意地示意图图如如图图324甲所示比甲所示比赛时赛时，运，运动员动员脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰壶壶从本从本垒圆垒圆心心O向前滑行，至前向前滑行，至前卫线时卫线时放开冰放开冰壶壶使其沿直使其沿直线线OO滑向滑向营垒圆营垒圆心心O，为为使冰使冰壶壶能在能在冰面上滑得更冰面上滑得更远远，运，运动员动员可用毛刷刷冰面以减小冰可用毛刷刷冰面以减小冰壶壶与冰面与冰面间间的的动动摩擦因数摩擦因数一次比一次比赛时赛时，冰，冰壶壶(可可视为质视为质点点)从本从本垒圆垒圆心心O点向前沿直点向前沿直线线OO滑行，某同学利用滑行，某同学利用计计算机描算机描绘绘出冰出冰壶壶运运动动的的vt图图象如象如图图324乙所示，已知乙所示，已知OO30.0 m，冰，冰壶壶的的质质量量为为19 k kg，g取取10 m/s2，启，启动时动时运运动员对动员对冰冰壶壶的推力的推力为为恒力，求：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)启启动时动时运运动员对动员对冰冰壶壶的推力的推力F；(2)用毛刷刷冰面的距离及此用毛刷刷冰面的距离及此时时冰冰壶壶与冰面与冰面间间的的动动摩擦因数摩擦因数.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，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为为冰冰壶壶在在运运动动员员刷刷冰冰面面后后的的滑滑行行过过程程由由vt图图象象知知，用用毛毛刷刷刷刷冰冰面面的的距距离为离为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)44.1 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。在上例中冰在上例中冰壶壶静止在何位置？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点左点左侧侧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。解答此解答此类问题还应类问题还应注意：不注意：不论论是已知运是已知运动动求解力，求解力，还还是已知力求解运是已知力求解运动动，作好，作好“两分析两分析”即受力分即受力分析、运析、运动动分析是解决分析是解决问题问题的关的关键键在解决两在解决两类动类动力学基本力学基本问题时问题时要正确画出受力分析要正确画出受力分析图图，进进行运行运动过动过程分析，建立已知的受力情况或运程分析，建立已知的受力情况或运动动情况与加速度的关系，从而达到事半功倍的效果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。求解求解这这两两类问题类问题的思路如下：的思路如下：第三十页，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如如图图325所所示示，楼楼梯梯口口一一倾倾斜斜的的天天花花板板与与水水平平面面成成37角角，一一装装潢潢工工人人手手持持木木杆杆绑绑着着刷刷子子粉粉刷刷天天花花板板工工人人所所持持木木杆杆对对刷刷子子的的作作用用力力始始终终保保持持竖竖直直向向上上，大大小小为为F10 N，刷刷子子的的质质量量为为m0.5 k kg，刷刷子子可可视视为为质质点点刷刷子子与与天天花花板板间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.5，天花板，天花板长为长为L4 m，取，取sin 370.6，试试求：求：(1)刷子沿天花板向上运刷子沿天花板向上运动动的加速度；的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到工人把刷子从天花板底端推到顶顶端所用的端所用的时间时间第三十一页，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 37FfmaFN(Fmg)cos 37FfFN代入数据，得代入数据，得a2 m/s2(2)由运动学公式，得由运动学公式，得L at2代入数据，得代入数据，得t2 s.答案：答案：(1)2 m/s2(2)2 s第三十二页，编辑于星期一：十四点 分。第三十二页，编辑于星期四：二十点 三十四分。航模航模兴兴趣小趣小组设计组设计出一架遥控出一架遥控飞飞行器，其行器，其质质量量m2 k kg，动动力系力系统统提供的恒定升力提供的恒定升力F28 N试飞时试飞时，飞飞行器从地面由静止开始行器从地面由静止开始竖竖直上升直上升设飞设飞行器行器飞飞行行时时所受的阻所受的阻力大小不力大小不变变，g取取10 m/s2.(1)第一次第一次试飞试飞，飞飞行器行器飞飞行行t18 s时时到达高度到达高度H64 m求求飞飞行器所受阻力行器所受阻力f的大小；的大小；(2)第二次第二次试飞试飞，飞飞行器行器飞飞行行t26 s时时遥控器出遥控器出现现故障故障飞飞行器立即失去升力，求行器立即失去升力，求飞飞行器能达到的最大高度行器能达到的最大高度h；(3)为为了使了使飞飞行器不致行器不致坠坠落到落到地面，求地面，求飞飞行器从开始下落到恢复升力的最行器从开始下落到恢复升力的最长时间长时间t3.第三十三页，编辑于星期一：十四点 分。第三十三页，编辑于星期四：二十点 三十四分。【考卷实录考卷实录】第三十四页，编辑于星期一：十四点 分。第三十四页，编辑于星期四：二十点 三十四分。【教师点评教师点评】该该同学的解答有以下特点：同学的解答有以下特点：(1)思路清晰，思路清晰，对对物理物理过过程理解正确程理解正确(2)有必要的文字叙述和列方程的依据，符合高考有必要的文字叙述和列方程的依据，符合高考计计算算题题的要求的要求(3)字母、符号使用字母、符号使用规规范，所列原始方程范，所列原始方程规规范范(4)书书写写认认真、清楚真、清楚此答卷此答卷应应属于属于优优秀答卷，得秀答卷，得满满分分.点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册第三十五页，编辑于星期一：十四点 分。第三十五页，编辑于星期四：二十点 三十四分。