【创新设计】2011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.ppt

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1、考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热热 点点 考考 向向考点考点要求要求2007年年2008年年2009年年牛顿定律牛顿定律的应用的应用海南物理海南物理(T16计算计算)山东理综山东理综(T17选择选择)上海物理上海物理(T21计算计算)山东理综山东理综(T19选择选择)广东物理广东物理(T1选择选择)海南物理海南物理(T15计算计算)全国全国(T20选择选择)安徽卷安徽卷(T17选择选择)江苏卷江苏卷(T13计算计算)广东卷广东卷(T8选择选择)1.从近年高考题可看从近年高考题可看出本课时高考热点是：出本课时高考热点是：牛顿运动定律的应牛顿运动定律的应用用题型有选择题、计算题型有选

2、择题、计算题，难度中等偏上题，难度中等偏上2预计在预计在2011年高考年高考中，对牛顿运动定律中，对牛顿运动定律的理解与应用以及超的理解与应用以及超重、失重仍将是命题重、失重仍将是命题的热点，且与直线运的热点，且与直线运动、功和能等规律综动、功和能等规律综合在一起考查的可能合在一起考查的可能性较大性较大.超重和超重和失重失重第第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 、 、 ；

3、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国际单位制的基本单位物理量名称物理量名称物理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度l质量质量m时间时间t电流电流I安安培培A热力学温度热力学温度T开开尔文尔文K物质的量物质的量n摩摩尔尔mol发光强度发光强度I坎坎德拉德拉cd米米千克千克秒秒mk kgs1关于力学

4、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只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma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

5、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：D1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示数，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超重失重失重完全失重完全失重定义定义物体对支持物的压物体对支持物的压力力(或对悬挂物的拉或对悬挂物的拉力力) 物体所受物体所受重力的情况重力的情况物体对支持物的压物

6、体对支持物的压力力(或对悬挂物的拉或对悬挂物的拉力力) 物体所受重物体所受重力的情况力的情况物体对支持物的压物体对支持物的压力力(或对悬挂物的拉或对悬挂物的拉力力) 的状态的状态产生的原因产生的原因物体有物体有 的的加速度加速度物体有物体有 的的加速度加速度a 方向向下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“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重力了物体不受重力了”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

7、指物体的“视重视重”大于或小于其重力的现象，物体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实际受到的重力并没有变化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物体是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a

8、g的加速度效果的加速度效果，不不再产生其他效果再产生其他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”运运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置从水平位置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竖直向上弹到最高点竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落，然后运动员做自由落体运

9、动，竖直落入水中，跳板自身重力忽略不体运动，竖直落入水中，跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是计，则下列说法正确的是()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

10、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，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CB的的过程中，先超重后失重，板所受的压力一直减小过程中，先超重后失重，板所受的压力一直减小. .答案：答案：BD1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；再情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的

11、初始条件知道物体的初始条件(初位置和初速度初位置和初速度)，根据，根据 ，就可以求出，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，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动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、力的方向等摩擦因数、劲度系数、力的方向等a运动学公式运动学公式牛顿

12、第二牛顿第二定律定律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：如图如图322所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成幼儿用与水平面成53角的恒力拉着它沿水平面做直线角的恒力拉着它沿水平面做直线运动，已知拉力运动，已知拉力F3.0 N，玩具的质量，玩具的质量m0.5 k kg，经时，经时间间t2.0 s，玩具移动了，玩具移动了s4 m，这时幼儿松开手，问玩，这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？具还能运动多远？(取取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)解析：解析：一阶段一阶段s at2所以所以a2 m/s2

13、Fcos 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【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定时刻体重秤的示数特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)时间时间t0t1t2t3体重秤体重秤示数示数/k kg45.050.040.045.0若已知若已知t0

14、时刻电梯静止，则以下判断正确的是时刻电梯静止，则以下判断正确的是()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时刻电梯静止，体重秤的示数大小等于人的体重，时刻电梯静止

15、，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；的体重，说明人处于超重状态，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；体重，说明人处于失重状态，加速度方向向下；t3时刻体重秤的示数等于人的体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，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；本题的正确答案为也可能向下匀速运动；本题的正确答案为B、C、D.答案：答案：BC

16、D11汶川大地震后，为解决灾区群众的生活问题，党和国汶川大地震后，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面投放装有物资的箱子，如图向地面投放装有物资的箱子，如图323所示设投放初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，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中，下列说法正确的是过程中，下列说法正确的是()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

17、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”解析：解析：因为下落速度不断增大，而阻力因为下落速度不断增大，而阻力Ffv2，所以阻力逐渐增大，当，所以阻力逐渐增大，当Ffmg时，时，物体开始匀速下落以箱和物体为整体：物体开始匀速下落以箱和物体为整体：(Mm)gFf(Mm)a，Ff增大则加增大则加速度速度a减小对物体：减小对物体：MgFNma，加速度减小，则支持

18、力，加速度减小，则支持力FN增大所以物体增大所以物体后来受到的支持力比开始时要增大，不可能后来受到的支持力比开始时要增大，不可能“飘起来飘起来”答案：答案：C【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，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

19、面间的动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数一次比赛时，冰壶摩擦因数一次比赛时，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，某同学利用计算机描绘出冰壶运动的滑行，某同学利用计算机描绘出冰壶运动的vt图象如图图象如图324乙所示，乙所示，已知已知OO30.0 m，冰壶的质量为，冰壶的质量为19 k kg，g取取10 m/s2，启动时运动员对冰壶，启动时运动员对冰壶的推力为恒力，求：的推力为恒力，求：(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

20、面的距离及此时冰壶与冰面间的动摩擦因数.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)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

21、(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)(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，用毛刷刷图象知，用毛刷刷冰面的距离为冰面的距离为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在上例中冰壶静止在何位置？在上例中冰壶

22、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

23、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况与加速度的关系，从而达到事半功倍的效果求解这两类问题的思路如下：求解这两类问题的思路如下：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，大小为直向上，大小为F10 N，刷子的质量为，刷子的质量为m0.5 k

24、 kg，刷子可视为质点刷子与，刷子可视为质点刷子与天花板间的动摩擦因数为天花板间的动摩擦因数为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

25、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航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 k kg，动力系统提供的恒定升，动力系统提供的恒定升力力F28 N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，的阻力大小不变，g取取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度时到达高度H64 m求飞行器所受阻力求飞行器所受阻

26、力f的大小；的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器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)为了使飞行器为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.【考卷实录考卷实录】【教师点评教师点评】该同学的解答有以下特点：该同学的解答有以下特点：(1)思路清晰，对物理过程理解正确思路清晰，对物理过程理解正确(2)有必要的文字叙述和列方程的依据，符合高考计算题的要求有必要的文字叙述和列方程的依据，符合高考计算题的要求(3)字母、符号使用规范，所列原始方程规范字母、符号使用规范，所列原始方程规范(4)书写认真、清楚书写认真、清楚此答卷应属于优秀答卷，得满分此答卷应属于优秀答卷，得满分. 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册