超重和失重从动力学看自由落体运动件.pptx

要点一超重和失重要点一超重和失重1视重视重当当物物体体挂挂在在弹弹簧簧测测力力计计下下或或放放在在水水平平台台秤秤上上时时，弹弹簧簧测测力力计计或或台台秤秤的的示示数数称称为为“视视重重”，大大小小等等于于秤秤所所受受的的拉拉力或压力力或压力2超重现象超重现象(1)概概念念：物物体体对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力(或或对对支支持持物物的的压压力力)大大于物体所受重力的现象于物体所受重力的现象(2)产产生生条条件件：物物体体具具有有竖竖直直向向上上的的加加速速度度，与与物物体体的速度的大小和方向无关的速度的大小和方向无关(3)产产生生原原因因：当当物物体体具具有有向向上上的的加加速速度度a(物物体体做做向向上上加加速速或或向向下下减减速速运运动动)时时，支支持持物物对对物物体体的的支支持持力力(或或悬悬挂挂物对物体的拉力物对物体的拉力)为为FT.由牛顿第二定律可得：由牛顿第二定律可得：FTmgma.所以所以FTm(ga)mg由由牛牛顿顿第第三三定定律律知知，物物体体对对支支持持物物的的压压力力(或或对对悬悬绳绳的拉力的拉力)FTmg.3失重现象失重现象(1)概概念念：物物体体对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力(或或对对支支持持物物的的压压力力)小小于重力的现象于重力的现象(2)产产生生条条件件：物物体体具具有有竖竖直直向向下下的的加加速速度度，与与物物体体速度的大小和方向无关速度的大小和方向无关(3)产产生生原原因因：当当物物体体具具有有竖竖直直向向下下的的加加速速度度(物物体体可可加加速速向向下下运运动动，也也可可以以减减速速向向上上运运动动)时时，悬悬绳绳对对物物体体的的拉拉力力(或或支支持持物物对对物物体体的的支支持持力力)为为FT.由由牛牛顿顿第第二二定定律律得得mgFTma，所以，所以FTmgmamg.由由牛牛顿顿第第三三定定律律可可知知，物物体体对对悬悬绳绳的的拉拉力力(或或对对支支持持物的压力物的压力)FTmgmamg，电电梯梯具具有有向向上上的的加加速速度度，物物块块处处于于超超重重状状态态，可可能能加加速速向向上上运运动动或或减减速速向向下下运运动动；t2t3，Fmg，可可能能静静止止或或匀匀速速运运动动；t3t4，Fmg，电电梯梯具具有有向向下下的的加加速速度度，物物块块处处于于失失重重状状态态，可可能能做做加加速速向向下下或或减减速速向向上上运运动动综综上上分分析析可可知知，B、C正确正确答案：答案：BC气气球球下下挂挂一一重重物物，以以v010 m/s匀匀速速上上升升，当当达达到到离离地地面面高高175 m处处时时，悬悬挂挂重重物物的的绳绳子子突突然然断断裂裂，那那么么重重物物经经多多长长时时间间落落到到地地面面？落落地地速速度度多多大大？(空空气气阻阻力不计，力不计，g取取10 m/s2)【分析分析】解答本题应注意以下两点：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，也可用全程法物体运动过程可分段来处理，也可用全程法题型题型 2 2从动力学看竖直上抛运动从动力学看竖直上抛运动例例 2【答案答案】7 s60 m/s【方法总结方法总结】当当物物体体在在竖竖直直方方向向只只受受重重力力作作用用时时，加加速速度度为为重重力力加加速速度度g，物物体体在在竖竖直直方方向向做做匀匀变变速速直直线线运运动动，可可用用匀匀变变速速运动公式解题运动公式解题以以v020 m/s的的速速度度竖竖直直上上抛抛一一小小球球，经经2 s以以相相同同的的初初速速度度在在同同一一点点竖竖直直上上抛抛另另一一小小球球g取取10 m/s2，则两球相碰处离出发点的高度是，则两球相碰处离出发点的高度是()A10 mB15 mC20 m D不会相碰不会相碰 变式训练变式训练2-1解解法法二二：根根据据速速度度对对称称性性，上上升升阶阶段段与与下下降降阶阶段段经经过过同一位置的速度大小相等、方向相反，即同一位置的速度大小相等、方向相反，即v0g(t2)v0gt，解得解得t1 s，代入位移公式得，代入位移公式得h15 m.答案：答案：B质质量量是是60 kg的的人人站站在在升升降降机机中中的的体体重重计计上上，如如图图所所示示重重力力加加速速度度g取取10 m/s2，当当升升降降机机做做下下列列各各种种运动时，体重计的示数是多少？运动时，体重计的示数是多少？(1)匀速上升；匀速上升；(2)以以4 m/s2的加速度加速上升；的加速度加速上升；(3)以以5 m/s2的加速度加速下降；的加速度加速下降；(4)以重力加速度以重力加速度g加速下降加速下降题型题型 3 3利用超重和失重的观点解题利用超重和失重的观点解题例例 3【解析解析】(1)匀速上升时：由平衡条件得：匀速上升时：由平衡条件得：FN1mg600 N由由牛牛顿顿第第三三定定律律得得：人人对对体体重重计计压压力力为为600 N，即即体体重计示数为重计示数为600 N.(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：加速上升时，由牛顿第二定律得：FN2mgma1FN2mgma1840 N由由牛牛顿顿第第三三定定律律得得：人人对对体体重重计计压压力力为为840 N，即即体体重计示数为重计示数为840 N.(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：加速下降时，由牛顿第二定律得：mgFN3ma3FN3mgma3300 N由由牛牛顿顿第第三三定定律律得得：人人对对体体重重计计压压力力为为300 N，即即体体重计示数为重计示数为300 N.(4)当当ag加加速速下下降降时时，人人完完全全失失重重，体体重重计计示示数数为为零零【答案答案】(1)600 N(2)840 N(3)300 N(4)零零【方法总结方法总结】实实质质上上当当物物体体有有竖竖直直向向下下的的加加速速度度分分量量ay时时，物物体体即即处处于于失失重重状状态态，且且实实际际重重力力与与视视重重差差为为may；当当物物体体有有竖竖直直向向上上的的加加速速度度分分量量ay时时，物物体体即即处处于于超超重重状状态态，且且视视重重与实际重力差为与实际重力差为may.一一质质量量为为m40 kg的的小小孩孩站站在在电电梯梯内内的的体体重重计计上上电电梯梯从从t0时时刻刻由由静静止止开开始始上上升升，在在0到到6 s内内体体重重计计示示数数F的的变变化化如如图图所所示示试试问问：在在这这段段时时间间内内电电梯上升的高度是多少？取重力加速度梯上升的高度是多少？取重力加速度g10 m/s2.变式训练变式训练3-1答案：答案：9 m某某同同学学找找了了一一个个用用过过的的“易易拉拉罐罐”在在靠靠近近底底部部的的侧侧面面打打了了一一个个洞洞，用用手手指指按按住住洞洞，向向罐罐中中装装满满水水，然然后后将将易易拉拉罐罐竖竖直直向向上上抛抛出出，空空气气阻阻力力不不计计，则则下下列列说说法法正正确的是确的是()A易易拉拉罐罐上上升升的的过过程程中中，洞洞中中射射出出的的水水的的速速度度越越来来越快越快B易易拉拉罐罐下下降降的的过过程程中中，洞洞中中射射出出的的水水的的速速度度越越来来越快越快题型题型 4 4完全失重问题完全失重问题例例 4C易易拉拉罐罐上上升升、下下降降的的过过程程中中，洞洞中中射射出出的的水水的的速速度都不变度都不变D易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出【解解析析】易易拉拉罐罐被被竖竖直直向向上上抛抛出出后后，在在不不计计空空气气阻阻力力的的情情况况下下，无无论论是是上上升升还还是是下下降降过过程程中中都都只只受受重重力力的的作作用用，都都处处于于完完全全失失重重状状态态水水对对易易拉拉罐罐各各个个方方向向都都没没有有压压力力作作用用，而而且且由由于于水水和和易易拉拉罐罐的的运运动动情情况况相相同同，因因此此水水不不会从小洞中漏出，选项会从小洞中漏出，选项D正确正确【答案答案】D【方法总结方法总结】当当物物体体处处于于完完全全失失重重状状态态时时，与与重重力力有有关关的的现现象象完完全全消失，液体不再产生压强，物体间不再产生压力消失，液体不再产生压强，物体间不再产生压力如如图图所所示示，A、B两两物物体体叠叠放放在在一一起起，以以相相同同的的初初速速度度上上抛抛(不不计计空空气气阻阻力力)下下列列说说法法正正确确的的是是()变式训练变式训练4-1A在上升和下降过程中在上升和下降过程中A对对B的压力一定为零的压力一定为零B上升过程中上升过程中A对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力C下降过程中下降过程中A对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力D在在上上升升和和下下降降过过程程中中A对对B的的压压力力等等于于A物物体体受受到到的重力的重力解解析析：上上升升和和下下降降过过程程中中，两两物物体体均均处处于于完完全全失失重重状状态，态，A对对B的压力为零的压力为零答案：答案：A1.关于超重和失重，下列说法中正确的是关于超重和失重，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不论超重或失重，物体所受重力是不变的解解析析：“超超重重”并并不不是是说说重重力力增增加加了了，“失失重重”并并不不是是说说重重力力减减少少了了，“完完全全失失重重”也也不不是是说说重重力力完完全全消消失失了了发发生生超超重重、失失重重、完完全全失失重重现现象象时时，物物体体所所受受重重力力并并没没有有发发生生变变化化，变变化化的的只只是是物物体体受受到到的的拉拉力力或或支支持持力力，即即视视重重答案：答案：D2一一个个同同学学站站在在体体重重计计上上称称体体重重，当当该该同同学学静静止止时时体体重重计计示示数数为为600 N，现现在在该该同同学学突突然然下下蹲蹲，则则从从开开始始下下蹲到静止全过程中体重计的示数蹲到静止全过程中体重计的示数()A一直大于一直大于600 NB一直小于一直小于600 NC先是大于先是大于600 N后小于后小于600 N，最后等于，最后等于600 ND先是小于先是小于600 N后大于后大于600 N，最后等于，最后等于600 N解解析析：把把人人看看做做一一个个整整体体，受受到到重重力力和和磅磅秤秤支支持持力力的的作作用用，若若重重心心加加速速下下降降，处处于于失失重重状状态态，则则支支持持力力小小于于重重力力；若若重重心心减减速速下下降降，处处于于超超重重状状态态，则则支支持持力力大大于于重重力力人人下下蹲蹲的的过过程程较较复复杂杂，首首先先必必定定加加速速，但但最最后后人人又又静静止止，所所以以必必定定还还有有减减速速过过程程，即即人人的的重重心心先先加加速速，后后减减速速下下降降，最最后后静静止止，因因此此，体体重重计计示示数数先先小小于于体体重重，后后大大于于体体重重，最后等于体重最后等于体重答案：答案：D3在在升升降降机机中中，一一人人站站在在磅磅秤秤上上，发发现现自自己己的的体体重重减减轻轻了了20%，则则他他自自己己的的下下列列判判断断可可能能正正确确的的是是(g取取10 m/s2)()A升降机以升降机以8 m/s2的加速度加速上升的加速度加速上升B升降机以升降机以2 m/s2的加速度加速下降的加速度加速下降C升降机以升降机以2 m/s2的加速度减速上升的加速度减速上升D升降机以升降机以8 m/s2的加速度减速下降的加速度减速下降解解析析：由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可得得mg0.8mgma，a2 m/s2因因此此升升降降机机可可能能以以2 m/s2的的加加速速度度加加速速下下降降或或减减速速上上升，升，BC正确正确答案：答案：BC4将将物物体体竖竖直直向向上上抛抛出出后后，能能正正确确表表示示其其速速率率v随随时时间间t的变化关系的图象是图中的的变化关系的图象是图中的()解解析析：物物体体受受重重力力作作用用，先先减减速速为为零零后后反反向向加加速速，速速率增大率增大答案：答案：D5质质量量为为60 kg的的人人站站在在电电梯梯内内的的台台秤秤上上，电电梯梯从从静静止止开开始始运运动动，台台秤秤上上的的人人注注意意到到开开始始3 s内内台台秤秤的的示示数数为为528 N，接接着着8 s内内台台秤秤的的示示数数为为588 N，最最后后台台秤秤示示数数增增大大到到678 N，直直到到静静止止时时台台秤秤示示数数又又恢恢复复到到588 N试试问问电梯是上升还是下降？升降的总高度是多少？电梯是上升还是下降？升降的总高度是多少？答案：答案：一直下降一直下降31.5 m