超重和失重從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng)件PPT課件

1、要點(diǎn)一超重和失重要點(diǎn)一超重和失重1視重視重當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重視重”，大小等于秤所受的拉，大小等于秤所受的拉力或壓力力或壓力第第1頁頁/共共53頁頁2超重現(xiàn)象超重現(xiàn)象(1)概念：物體對(duì)懸掛物的拉力概念：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫驅(qū)χС治锏膲毫?大大于物體所受重力的現(xiàn)象于物體所受重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向上的加速度，與物體產(chǎn)生條件：物體具有豎直向上的加速度，與物體的速度的大小和方向無關(guān)的速度的大小和方向無關(guān)第第2頁頁/共共53頁頁(3)產(chǎn)生原因：當(dāng)物

2、體具有向上的加速度產(chǎn)生原因：當(dāng)物體具有向上的加速度a(物體做向上物體做向上加速或向下減速運(yùn)動(dòng)加速或向下減速運(yùn)動(dòng))時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力(或懸掛或懸掛物對(duì)物體的拉力物對(duì)物體的拉力)為為FT.由牛頓第二定律可得：由牛頓第二定律可得：FTmgma.所以所以FTm(ga)mg由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K或?qū)依K的拉力的拉力)FTmg.第第3頁頁/共共53頁頁3失重現(xiàn)象失重現(xiàn)象(1)概念：物體對(duì)懸掛物的拉力概念：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫驅(qū)χС治锏膲毫?小小于重力的現(xiàn)象于重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向下

3、的加速度，與物體產(chǎn)生條件：物體具有豎直向下的加速度，與物體速度的大小和方向無關(guān)速度的大小和方向無關(guān)(3)產(chǎn)生原因：當(dāng)物體具有豎直向下的加速度產(chǎn)生原因：當(dāng)物體具有豎直向下的加速度(物體可物體可加速向下運(yùn)動(dòng)，也可以減速向上運(yùn)動(dòng)加速向下運(yùn)動(dòng)，也可以減速向上運(yùn)動(dòng))時(shí)，懸繩對(duì)物體的時(shí)，懸繩對(duì)物體的拉力拉力(或支持物對(duì)物體的支持力或支持物對(duì)物體的支持力)為為FT.由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得mgFTma，所以，所以FTmgmamg.由牛頓第三定律可知，物體對(duì)懸繩的拉力由牛頓第三定律可知，物體對(duì)懸繩的拉力(或?qū)χС只驅(qū)χС治锏膲毫ξ锏膲毫?FTmgmamg，電梯具，電梯具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)

4、，可能加速向上運(yùn)動(dòng)有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，可能加速向上運(yùn)動(dòng)或減速向下運(yùn)動(dòng)；或減速向下運(yùn)動(dòng)；t2t3，F(xiàn)mg，可能靜止或勻速運(yùn)，可能靜止或勻速運(yùn)動(dòng)；動(dòng)；t3t4，F(xiàn)mg，電梯具有向下的加速度，物塊處于失，電梯具有向下的加速度，物塊處于失重狀態(tài)，可能做加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)綜上分析可重狀態(tài)，可能做加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)綜上分析可知，知，B、C正確正確答案：答案：BC第第22頁頁/共共53頁頁氣球下掛一重物，以氣球下掛一重物，以v010 m/s勻速上升，勻速上升，當(dāng)達(dá)到離地面高當(dāng)達(dá)到離地面高175 m處時(shí)，懸掛重物的繩子突然斷裂，處時(shí)，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多長時(shí)間落到地面？落

5、地速度多大？那么重物經(jīng)多長時(shí)間落到地面？落地速度多大？(空氣阻空氣阻力不計(jì)，力不計(jì)，g取取10 m/s2)【分析分析】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)繩斷時(shí)，物體速度方向向上，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)繩斷時(shí)，物體速度方向向上，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)(2)物體運(yùn)動(dòng)過程可分段來處理，也可用全程法物體運(yùn)動(dòng)過程可分段來處理，也可用全程法題型題型 2 2從動(dòng)力學(xué)看豎直上拋運(yùn)動(dòng)從動(dòng)力學(xué)看豎直上拋運(yùn)動(dòng)例例 2第第23頁頁/共共53頁頁第第24頁頁/共共53頁頁【答案答案】7 s60 m/s第第25頁頁/共共53頁頁【方法總結(jié)方法總結(jié)】當(dāng)物體在豎直方向只受重力作用時(shí)，加速度為重力加當(dāng)物體在豎直方向只受重力作用

6、時(shí)，加速度為重力加速度速度g，物體在豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可用勻變速，物體在豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可用勻變速運(yùn)動(dòng)公式解題運(yùn)動(dòng)公式解題第第26頁頁/共共53頁頁以以v020 m/s的速度豎直上拋一小的速度豎直上拋一小球，經(jīng)球，經(jīng)2 s以相同的初速度在同一點(diǎn)豎直上拋另一小球以相同的初速度在同一點(diǎn)豎直上拋另一小球g取取10 m/s2，則兩球相碰處離出發(fā)點(diǎn)的高度是，則兩球相碰處離出發(fā)點(diǎn)的高度是()A10 mB15 mC20 m D不會(huì)相碰不會(huì)相碰 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2-1第第27頁頁/共共53頁頁第第28頁頁/共共53頁頁解法二：根據(jù)速度對(duì)稱性，上升階段與下降階段經(jīng)過解法二：根據(jù)速度對(duì)稱性，上升

7、階段與下降階段經(jīng)過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第第29頁頁/共共53頁頁質(zhì)量是質(zhì)量是60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示重力加速度上，如圖所示重力加速度g取取10 m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是多少？各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是多少？(1)勻速上升；勻速上升；(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

8、速度以重力加速度g加速下降加速下降題型題型 3 3利用超重和失重的觀點(diǎn)解題利用超重和失重的觀點(diǎn)解題例例 3第第30頁頁/共共53頁頁第第31頁頁/共共53頁頁【解析解析】(1)勻速上升時(shí)：由平衡條件得：勻速上升時(shí)：由平衡條件得：FN1mg600 N由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為600 N，即體，即體重計(jì)示數(shù)為重計(jì)示數(shù)為600 N.(2)加速上升時(shí)，由牛頓第二定律得：加速上升時(shí)，由牛頓第二定律得：FN2mgma1FN2mgma1840 N由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為840 N，即體，即體重計(jì)示數(shù)為重計(jì)示數(shù)為840 N.

9、第第32頁頁/共共53頁頁(3)加速下降時(shí)，由牛頓第二定律得：加速下降時(shí)，由牛頓第二定律得：mgFN3ma3FN3mgma3300 N由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力為300 N，即體，即體重計(jì)示數(shù)為重計(jì)示數(shù)為300 N.(4)當(dāng)當(dāng)ag加速下降時(shí)，人完全失重，體重計(jì)示數(shù)為加速下降時(shí)，人完全失重，體重計(jì)示數(shù)為零零【答案答案】(1)600 N(2)840 N(3)300 N(4)零零第第33頁頁/共共53頁頁【方法總結(jié)方法總結(jié)】實(shí)質(zhì)上當(dāng)物體有豎直向下的加速度分量實(shí)質(zhì)上當(dāng)物體有豎直向下的加速度分量ay時(shí)，物體即時(shí)，物體即處于失重狀態(tài)，且實(shí)際重力與視重差為處于失重狀態(tài)

10、，且實(shí)際重力與視重差為may；當(dāng)物體有豎；當(dāng)物體有豎直向上的加速度分量直向上的加速度分量ay時(shí)，物體即處于超重狀態(tài)，且視重時(shí)，物體即處于超重狀態(tài)，且視重與實(shí)際重力差為與實(shí)際重力差為may.第第34頁頁/共共53頁頁一質(zhì)量為一質(zhì)量為m40 kg的小孩站在電梯的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上電梯從內(nèi)的體重計(jì)上電梯從t0時(shí)刻由靜止開始上升，在時(shí)刻由靜止開始上升，在0到到6 s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示試問：在這段時(shí)間內(nèi)的變化如圖所示試問：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度電梯上升的高度是多少？取重力加速度g10 m/s2.變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3-1第第35頁頁/共共53頁頁第第36頁

11、頁/共共53頁頁答案：答案：9 m第第37頁頁/共共53頁頁某同學(xué)找了一個(gè)用過的某同學(xué)找了一個(gè)用過的“易拉罐易拉罐”在靠近底在靠近底部的側(cè)面打了一個(gè)洞，用手指按住洞，向罐中裝滿水，然部的側(cè)面打了一個(gè)洞，用手指按住洞，向罐中裝滿水，然后將易拉罐豎直向上拋出，空氣阻力不計(jì)，則下列說法正后將易拉罐豎直向上拋出，空氣阻力不計(jì)，則下列說法正確的是確的是()A易拉罐上升的過程中，洞中射出的水的速度越來易拉罐上升的過程中，洞中射出的水的速度越來越快越快B易拉罐下降的過程中，洞中射出的水的速度越來易拉罐下降的過程中，洞中射出的水的速度越來越快越快題型題型 4 4完全失重問題完全失重問題例例 4第第38頁頁/共

12、共53頁頁C易拉罐上升、下降的過程中，洞中射出的水的速易拉罐上升、下降的過程中，洞中射出的水的速度都不變度都不變D易拉罐上升、下降的過程中，水不會(huì)從洞中射出易拉罐上升、下降的過程中，水不會(huì)從洞中射出【解析解析】易拉罐被豎直向上拋出后，在不計(jì)空氣阻易拉罐被豎直向上拋出后，在不計(jì)空氣阻力的情況下，無論是上升還是下降過程中都只受重力的作力的情況下，無論是上升還是下降過程中都只受重力的作用，都處于完全失重狀態(tài)水對(duì)易拉罐各個(gè)方向都沒有壓用，都處于完全失重狀態(tài)水對(duì)易拉罐各個(gè)方向都沒有壓力作用，而且由于水和易拉罐的運(yùn)動(dòng)情況相同，因此水不力作用，而且由于水和易拉罐的運(yùn)動(dòng)情況相同，因此水不會(huì)從小洞中漏出，選項(xiàng)會(huì)

13、從小洞中漏出，選項(xiàng)D正確正確【答案答案】D第第39頁頁/共共53頁頁【方法總結(jié)方法總結(jié)】當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，與重力有關(guān)的現(xiàn)象完全當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，與重力有關(guān)的現(xiàn)象完全消失，液體不再產(chǎn)生壓強(qiáng)，物體間不再產(chǎn)生壓力消失，液體不再產(chǎn)生壓強(qiáng)，物體間不再產(chǎn)生壓力第第40頁頁/共共53頁頁如圖所示，如圖所示，A、B兩物體疊放在一兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力)下列說法正確下列說法正確的是的是()變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4-1第第41頁頁/共共53頁頁A在上升和下降過程中在上升和下降過程中A對(duì)對(duì)B的壓力一定為零的壓力一定為零B上升過程中上升過程中A對(duì)

14、對(duì)B的壓力大于的壓力大于A物體受到的重力物體受到的重力C下降過程中下降過程中A對(duì)對(duì)B的壓力大于的壓力大于A物體受到的重力物體受到的重力D在上升和下降過程中在上升和下降過程中A對(duì)對(duì)B的壓力等于的壓力等于A物體受到物體受到的重力的重力解析：解析：上升和下降過程中，兩物體均處于完全失重狀上升和下降過程中，兩物體均處于完全失重狀態(tài)，態(tài)，A對(duì)對(duì)B的壓力為零的壓力為零答案：答案：A第第42頁頁/共共53頁頁第第43頁頁/共共53頁頁1.關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是()A超重就是物體受的重力增加了超重就是物體受的重力增加了B失重就是物體受的重力減小了失重就是物體受的重

15、力減小了C完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了D不論超重或失重，物體所受重力是不變的不論超重或失重，物體所受重力是不變的第第44頁頁/共共53頁頁解析：解析：“超重超重”并不是說重力增加了，并不是說重力增加了，“失重失重”并不并不是說重力減少了，是說重力減少了，“完全失重完全失重”也不是說重力完全消失也不是說重力完全消失了發(fā)生超重、失重、完全失重現(xiàn)象時(shí)，物體所受重力并了發(fā)生超重、失重、完全失重現(xiàn)象時(shí)，物體所受重力并沒有發(fā)生變化，變化的只是物體受到的拉力或支持力，即沒有發(fā)生變化，變化的只是物體受到的拉力或支持力，即視重視重答案：答案：D第第45頁頁/共共53頁頁2一個(gè)

16、同學(xué)站在體重計(jì)上稱體重，當(dāng)該同學(xué)靜止時(shí)一個(gè)同學(xué)站在體重計(jì)上稱體重，當(dāng)該同學(xué)靜止時(shí)體重計(jì)示數(shù)為體重計(jì)示數(shù)為600 N，現(xiàn)在該同學(xué)突然下蹲，則從開始下，現(xiàn)在該同學(xué)突然下蹲，則從開始下蹲到靜止全過程中體重計(jì)的示數(shù)蹲到靜止全過程中體重計(jì)的示數(shù)()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第第46頁頁/共共53頁頁解析：解析：把人看做一個(gè)整體，受到重力和磅秤支持力的把人看做一個(gè)整體，受到重力和磅秤支持力的作用，若重心加速下降，處于失

17、重狀態(tài)，則支持力小于重作用，若重心加速下降，處于失重狀態(tài)，則支持力小于重力；若重心減速下降，處于超重狀態(tài)，則支持力大于重力；若重心減速下降，處于超重狀態(tài)，則支持力大于重力人下蹲的過程較復(fù)雜，首先必定加速，但最后人又靜力人下蹲的過程較復(fù)雜，首先必定加速，但最后人又靜止，所以必定還有減速過程，即人的重心先加速，后減速止，所以必定還有減速過程，即人的重心先加速，后減速下降，最后靜止，因此，體重計(jì)示數(shù)先小于體重，后大于下降，最后靜止，因此，體重計(jì)示數(shù)先小于體重，后大于體重，最后等于體重體重，最后等于體重答案：答案：D第第47頁頁/共共53頁頁3在升降機(jī)中，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重在升降機(jī)中，一人

18、站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了減輕了20%，則他自己的下列判斷可能正確的是，則他自己的下列判斷可能正確的是(g取取10 m/s2)()A升降機(jī)以升降機(jī)以8 m/s2的加速度加速上升的加速度加速上升B升降機(jī)以升降機(jī)以2 m/s2的加速度加速下降的加速度加速下降C升降機(jī)以升降機(jī)以2 m/s2的加速度減速上升的加速度減速上升D升降機(jī)以升降機(jī)以8 m/s2的加速度減速下降的加速度減速下降第第48頁頁/共共53頁頁解析：解析：由牛頓第二定律可得由牛頓第二定律可得mg0.8mgma，a2 m/s2因此升降機(jī)可能以因此升降機(jī)可能以2 m/s2的加速度加速下降或減速上的加速度加速下降或減速上升，升，BC正確正確答案：答案：BC第第49頁頁/共共53頁頁4將物體豎直向上拋出后，能正確表示其速率將物體豎直向上拋出后，能正確表示其速率v隨隨時(shí)間時(shí)間t的變化關(guān)系的圖象是圖中的的變化關(guān)系的圖象是圖中的()解析：解析：物體受重力作用，先減速為零后反向加速，速物體受重力作用，先減速為零后反向加速，速率增大率增大答案：答案：D第第50頁頁/共共53頁頁5質(zhì)量為質(zhì)量為60 kg的人站在電梯內(nèi)的臺(tái)秤上，電梯從的人站在電梯內(nèi)的臺(tái)秤上，電梯從靜止開始