2022年超重与失重.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）导学案 编写人：丁士亮审核人：姜万和姓名班级一、超重与失重【学习目标 】1、懂得超重与失重概念；2、知道怎样判定物体是处于超重或失重状态；3、懂得视重概念,知道物体处于超重或失重状态时,物体的实际重量不变；【自主学习】做一做：体会什么是超重与失重如图, 用手掌托着一叠较重的书,先让手慢慢上下移动,体会一下书对手掌的压力,跟静止时是否相同 .然后手突然竖直向上或竖直向下,再体会一下,手掌受到的压力与静止时有什么不同？试验探究：观看测力计示数的变化如图, 在测力计下端挂一钩码,认真观看测力计静

2、止时、缓慢上升和缓慢下降时、突然上升和突然下降时测力计示数的变化；分析论证： 从理论的角度分析测力计突然上升和突然下降时示数的变化提示：设物体的质量为 m,重力加速度为 g,突然上升和突然下降时的加速度大小为 a,求出这两种情形下的弹簧弹力 F,并将其与重力比较；总结：如图, 电梯里放着一个台秤,一个人站在台秤上,依据以下思路,填写空白处内容；一、超重与失重1、视重：指物体对台秤的压力或台秤对物体的支持力大小；名师归纳总结 （1）匀速上升或下降N0第 1 页,共 8 页Nmga视重NNmgmg- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）加速上升或减速下降学

3、习好资料欢迎下载NNmgma；当ag,视重为 0；mgaNmga视重NNmg（3）减速上升或加速下降NamgNmaNm gamg视重NNmg2、概念（1）超重：（2）失重：3、判定方法（1）加速度方向ag填“ 竖直向上”或“ 竖直向下” ）, 物体处于超重状态；（2）加速度方向填“ 竖直向上”或“ 竖直向下” ）, 物体处于失重状态；（3）加速度方向竖直向下,物体处于完全失重状态；4、留意（1）物体处于超重或失重状态与物体的速度方向（2）物体处于超重或失重状态时,物体的实际重力例 1、如下列图,电梯与水平面的夹角为填“ 有关” 或“ 无关” ）；填“ 不变” 或“ 变化” ）；0 37 ,电梯

4、向上做加速运动,加速度大小为a2 1 m s ；已知某同学相对电梯静止,其质量为m50kg ,重力加速度g102 m s ,求该同学受到电梯对他的支持力N 和摩擦力f 分别是多大；a摸索：同学,假如仅将电梯的加速度方向改为向下,你能将该人受到的支持力N 和摩擦力f求出来吗？（3）物体有竖直方向的分加速度时,也可以发生超重或失重现象；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载例 2、某人坐楼梯从楼底到楼顶,该人相对于电梯静止,电梯的速度时间图像如下列图,该2人的质量 m 50 kg ,重力加速度 g 10

5、m s ；（1）作出该人在 0-14s 内所受的支持力随时间的变化图像；（2）如该楼的每两层之间高度差 h 4 m,求该楼有多少层；v m s 1 F N4021012 14t/s0/t s【课堂练习】1一个质量为 50kg 的人,站在竖直向上运动着的升降机地板上；他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N；已知弹簧秤下挂着的物体的重力为 50N,取 g=l0m s2,就人对地板的压力为 A大于 500N B小于 500N C等于 500N D上述说法均不对2一个小杯子的侧壁有一小孔,杯内盛水后,水会从小孔射出；现使杯自由下落,就杯中的水 A.会比静止时射得更远些 B会比静止时射得更近些C与

6、静止时射得一样远 D不会射出3原先作匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的、具有肯定质量的物体 A 静止在地板上,如下列图；现发觉物体 能是 多项 A突然被弹簧拉向右方；由此可判定,此时升降机的运动可名师归纳总结 A加速上升 B减速上升第 3 页,共 8 页 C加速下降 D减速下降- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载m 的小球, 小球4如图, 质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为上下振动时,框架始终没有跳起；当框架对地面压力为零瞬时,小球的加速度大小为 A. gB.Mmm gC.0 D. Mmm g5如下列图,

7、 A、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30 的光滑斜面上,如不计弹簧质量,在线被剪断瞬时,A、B 两球的加速度分别为 A都等于gBg 和 0 22CMAMBg和 0 D0 和MAMBgMB2MB2二、图像问题【解法归纳】 从图象中找出解题信息,把图象与物理图景相联系,应用牛顿运动定律及其相关学问解答；【典例赏析】例 1（2022 福建理综）质量为2kg 的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等；从t=0 时刻开头,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用, F 随时间 t 的变化规律如下列图；重力加速

8、度 g 取 10m/s2,就物体在t=0 到 t=12s 这段时间内的位移大小为 A.18m B.54m C.72m D.198m 做一做：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【解析】 拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开头运动；最大静摩擦力fmf0.2 mg4N位在 0-3s 时间内： F=f m,物体保持静止,s1=0；在 3s-6s 时间内： Ffm,物体由静止开头匀加速直线运动,其加速度aFmf2m s2在 3s-6s 时间内位移s 21at29m26s 末速度vat6 m s在 6

9、-9s 时间内： F=f ,物体做匀速直线运动,位移s3=vt=63m=18m 在 9-12 时间内： Ff ,物体以 v=6m/s 为初速度, 以 a=2m/s 2 的加速度做匀加速直线运动,移s4=vt+1 2at2=63m+ 1 2232m=27m 所以 012s 内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m,选项 B 正确；【点评】 此题属于多过程问题,综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动、F-t 图象等学问点,需要考生精确分析出物体在每一段时间内的运动性质；衍生题 12022 安徽理综 质量为 2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直

10、线运动,一段时间后撤去 F,其运动的 vt 图象如下列图；g 取 10 m/s 2,求：1物体与水平面间的运动摩擦系数 ；2水平推力 F 的大小；（3）010s 内物体运动位移的大小；做一做：、【解析】 （1）设物体做匀减速直线运动的时间为 t2,初速度为v20,末速度为v21,加速度为 a2,就名师归纳总结 a2=v21tv20=-2m/s2 第 5 页,共 8 页2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 设物体所受摩擦力为学习好资料欢迎下载F f,依据牛顿其次定律,有Ff = ma2 Ff = - mg解得 =0.2 t1,初速度为v10,末速度为 v2

11、0,加速度为 a1,就（2）设物体做匀加速直线运动的时间为a1=v20tv 10=1m/s2 解得F=6N1依据牛顿其次定律,有F+F f = ma1 （3）由速度图象与横轴所围的面积得s=v 102v 20 t1+1v20 t2=46m 2【点评 】此题考查与图象相关的牛顿其次定律应用问题；对应起来,应用相关学问解答；要把物体运动图象与物体运动图景衍生题 2.（2022 上海奉贤模拟）两个完全相同的物体 A 、B,质量均为 m = 0.8kg ,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开头运动；图中的两条直线分别表示 A 物体受到水平拉力 F 作用和 B 物体不受拉力作用的 vt 图像,求

12、：-1 v/ms（1）两物体与地面之间的动摩擦因素 ；8（2）物体 A 所受拉力 F 的大小；64（3）12s 末物体 A、B 之间的距离 S；2做一做：0 3 6 9 12 t/s【解析】 （1）由 vt 图得aB= v2 t2= 04 60 m/s 2 = 2 3 m/s2 由牛顿其次定律Ff = ma1 解得 F = 0.8N mg= maB 得到 = 1/15=0.067 （2）aA = v1 t1= 8 4 120 m/s2 = 1 23 m/s（3）设 A、B 在 12s 内的位移分别为S1、S2,由 vt 图得 S1 = 1 2（4 + 8）12m = 72m 名师归纳总结 S2

13、 = 1 264m = 12m 故 S = S1S2 = 60m 第 6 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载衍生题 3.（2007 年高考上海物理）固定光滑细杆与地面成肯定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力 F 与小环速度v 随时间变化规律如下列图,取重力加速度g10m/s2；求：F/N 1 v/ms（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角；F5.5 1 5 做一做：【解析】由图得前 2s,沿杆方向的推力0 2 4 6 t/s 0 2 4 6 t/s F1=5.0N ：2s

14、后,沿杆方向的推力F 2=5.5N ,前 2s 小环做匀加速直线运动,其加速度av t0.5m/s2,前 2s 对小环由牛顿其次定律有：F1mg sin ma,2s 后小环做匀速直线运动,有：F 2mg sin ,联立解得 m=F 1aF2=1kg sin =F 2/mg= 0.5,所以, 30 ；【点评】 要能够从题给图像中找出物体运动情形和受力情形；【课堂练习】1将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比；以下描画皮球在上升过程中加速度大小a 与速度大小v 关系的图像,正确选项 a a a a v O v O v O v O ABC4 Dt/s 2. 如右图所示

15、,是利用传感器记录的两个物体间的作用力和F/N 反作用力的变化图线,依据图线可以得出的结论是 3 2 1 0 -1 -2 -3 A作用力大时,反作用力小B作用力和反作用力的方向总是相反的C作用力和反作用力是作用在同一个物体上的-4 D相互作用的两个物体肯定都处于静止状态名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3某物体做直线运动的学习好资料欢迎下载x 表示v-t图象如图甲所示,据此判定图乙 （F 表示物体所受合力,物体的位移）四个选项中正确选项（）x x v/m/s 0 2 4 甲6 8 t/s 乙4一个物体在多个力的作用下

16、处于静止状态,假如仅使其中一个力的大小逐步减小到零,然后又从零逐步复原到原先的大小（此力的方向始终未变）,而在这一过程中其余各力均不变；那么,图中能正确描述该过程中物体速度变化情形的是 5. 放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力 F 的作用, F 的大小与时间 t 的关系和物块速度v 与时间 t 的关系如下列图；取重力加速度g=10ms2；由此两图线可以求得物s块的质量 m和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为 A.m0.5kg,0 .2 B m1 kg,215C.m0.5kg,0 .4 D m1kg,0 .26A 的质量 m1=4 m,B 的质量 m2=m,斜面固定在水平地面上；开头时将B 按在地面上不动,然后放手,让A 沿斜面下滑而B 上升； A 与斜面无摩擦,如图,设当A 沿斜面下滑距离后,细线突然断了；求B 上升的最大高度H；7空间探测器从某一星球表面竖直升空；已知探测器质量为1500Kg ,发动机推动力为恒力；探测器升空后发动机因故障突然关闭,图 6 是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线,就由图象可判定该探测器在星球表面达到的最大高度 Hm 为多少 m？发动机的推动力 F 为多少 N？名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页