時(shí)超重與失重瞬時(shí)問(wèn)題資料PPT學(xué)習(xí)教案

1、時(shí)超重與失重瞬時(shí)問(wèn)題資料時(shí)超重與失重瞬時(shí)問(wèn)題資料3.3.完全失重完全失重 (1)(1)定義定義: :物體對(duì)水平支持物的壓力物體對(duì)水平支持物的壓力( (或?qū)ωQ直懸掛或?qū)ωQ直懸掛物的拉力物的拉力) ) 的情況稱為完全失重現(xiàn)象的情況稱為完全失重現(xiàn)象. . (2) (2)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: :物體的加速度物體的加速度a a= =g g. .名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥1.1.物體超重或失重時(shí)物體超重或失重時(shí), ,僅是物體對(duì)懸掛物的拉力或僅是物體對(duì)懸掛物的拉力或水平支持物的壓力的變化水平支持物的壓力的變化, ,物體所受的重力并沒(méi)有物體所受的重力并沒(méi)有變化變化. .2.2.物體處于超重狀態(tài)或失重狀態(tài)物體處于超重狀態(tài)或

2、失重狀態(tài), ,與物體的速度沒(méi)與物體的速度沒(méi)有關(guān)系有關(guān)系, ,僅由加速度決定僅由加速度決定. .等于零等于零第1頁(yè)/共41頁(yè)二、瞬時(shí)問(wèn)題二、瞬時(shí)問(wèn)題研究某一時(shí)刻物體的研究某一時(shí)刻物體的 和和 突變的關(guān)突變的關(guān)系稱為力和運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)問(wèn)題系稱為力和運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)問(wèn)題, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“瞬時(shí)問(wèn)瞬時(shí)問(wèn)題題”.“.“瞬時(shí)問(wèn)題瞬時(shí)問(wèn)題”常常伴隨著這樣一些標(biāo)志常常伴隨著這樣一些標(biāo)志性詞語(yǔ)性詞語(yǔ):“:“瞬時(shí)瞬時(shí)”、“突然突然”、“猛地猛地”、“剛剛剛剛”等等. . 受力受力運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)第2頁(yè)/共41頁(yè) 熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 對(duì)超重和失重的理解對(duì)超重和失重的理解1.1.物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的物體處于

3、超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向方向, ,與速度的大小和方向沒(méi)有關(guān)系與速度的大小和方向沒(méi)有關(guān)系, ,下表列出了下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系. .運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況超重、失重超重、失重視重視重( (F F) )a a=0=0不超重、不失重不超重、不失重F F= =mgmga a的方向豎直向上的方向豎直向上超重超重F F= =m m( (g g+ +a a) )a a的方向豎直向下的方向豎直向下失重失重F F= =m m( (g g- -a a) )a a的方向豎直向下的方向豎直向下a a= =g g 完全失重完全失重F F=0=0第3頁(yè)/共41頁(yè)2.

4、2.物體處于超重或失重時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況物體處于超重或失重時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 (1)(1)超重時(shí)超重時(shí), ,物體向上加速或向下減速物體向上加速或向下減速; ; (2) (2)失重時(shí)失重時(shí), ,物體向下加速或向上減速物體向下加速或向上減速. .特別提示特別提示1.1.物體超重或失重時(shí)物體超重或失重時(shí), ,加速度方向不一定沿豎直方加速度方向不一定沿豎直方向向, ,只要加速度有豎直向上的分量就是超重只要加速度有豎直向上的分量就是超重, ,加速加速度有豎直向下的分量就是失重度有豎直向下的分量就是失重. .2.2.物體超重或失重時(shí)物體超重或失重時(shí), ,加速度的大小不一定是恒定加速度的大小不一定是恒定的的. .第4頁(yè)

5、/共41頁(yè)熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 瞬時(shí)加速度的求解瞬時(shí)加速度的求解分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度, ,關(guān)鍵是分析關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài), ,再由牛頓第二再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度定律求出瞬時(shí)加速度. .此類問(wèn)題應(yīng)注意兩種模型此類問(wèn)題應(yīng)注意兩種模型的建立的建立. .1.1.中學(xué)物理中的中學(xué)物理中的“線線”和和“繩繩”是理想化模型是理想化模型, ,具具有以下幾個(gè)特性有以下幾個(gè)特性: : (1) (1)輕輕: :其質(zhì)量和重力均可視為等于零其質(zhì)量和重力均可視為等于零, ,且一根繩且一根繩( (或線或線) )中各點(diǎn)的張力大小相等中各點(diǎn)的

6、張力大小相等, ,其方向總是沿著其方向總是沿著繩子且背離受力物體的方向繩子且背離受力物體的方向. .第5頁(yè)/共41頁(yè) (2) (2)不可伸長(zhǎng)不可伸長(zhǎng): :即無(wú)論繩子受力多大即無(wú)論繩子受力多大, ,繩子的長(zhǎng)度不繩子的長(zhǎng)度不變變, ,由此特點(diǎn)可知由此特點(diǎn)可知, ,繩子中的張力可以突變繩子中的張力可以突變. .剛性桿、繩剛性桿、繩( (線線) )或接觸面都可以認(rèn)為是一種不發(fā)或接觸面都可以認(rèn)為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體, ,若剪斷若剪斷( (或脫離或脫離) )后后, ,其中彈力立即消失其中彈力立即消失, ,不需要形變恢復(fù)時(shí)間不需要形變恢復(fù)時(shí)間, ,一一般題目中所

7、給桿、細(xì)線和接觸面在不加特殊說(shuō)明般題目中所給桿、細(xì)線和接觸面在不加特殊說(shuō)明時(shí)時(shí), ,均可按此模型來(lái)處理均可按此模型來(lái)處理. .2.2.中學(xué)物理中的中學(xué)物理中的“彈簧彈簧”和和“橡皮繩橡皮繩”也是理想化也是理想化模型模型, ,具有以下幾個(gè)特性具有以下幾個(gè)特性: : (1) (1)輕輕: :其質(zhì)量和重力均可視為等于零其質(zhì)量和重力均可視為等于零, ,同一彈簧兩同一彈簧兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等. .第6頁(yè)/共41頁(yè)(2)(2)彈簧既能承受拉力彈簧既能承受拉力, ,也能承受壓力也能承受壓力; ;橡皮繩只能橡皮繩只能承受拉力承受拉力, ,不能承受壓力不能承受壓力. .(3

8、)(3)由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)由于彈簧和橡皮繩受力時(shí), ,要恢復(fù)形變需要一段要恢復(fù)形變需要一段時(shí)間時(shí)間, ,所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變. . 第7頁(yè)/共41頁(yè) 題型探究題型探究題型題型1 1 瞬時(shí)問(wèn)題瞬時(shí)問(wèn)題 如圖如圖1 1甲所示甲所示, ,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的物體系于長(zhǎng)度分的物體系于長(zhǎng)度分別為別為L(zhǎng) L1 1、L L2 2的兩根細(xì)線上的兩根細(xì)線上, ,L L1 1的一端懸掛在天花板的一端懸掛在天花板上上, ,與豎直方向夾角為與豎直方向夾角為, ,L L2 2水平拉直水平拉直, ,物體處于物體處于平衡狀態(tài)平衡狀態(tài). .求解下列問(wèn)題求解下列問(wèn)題: : (1)

9、(1)現(xiàn)將線現(xiàn)將線L L2 2剪斷剪斷, ,求剪斷求剪斷L L2 2的瞬間物體的加速度的瞬間物體的加速度. .圖圖1第8頁(yè)/共41頁(yè)(2)(2)若將圖甲中的細(xì)線若將圖甲中的細(xì)線L L1 1換成長(zhǎng)度相同換成長(zhǎng)度相同, ,質(zhì)量不計(jì)的輕彈質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧簧, ,如圖乙所示如圖乙所示, ,其他條件不變其他條件不變, ,求剪斷求剪斷L L2 2的瞬間物體的加的瞬間物體的加速度速度. .思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 求解此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)求解此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn): :(1)(1)其他力改變時(shí)其他力改變時(shí), ,彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變. .(2)(2)其他力改變時(shí)其他力改變時(shí), ,細(xì)繩上的

10、彈力可以在瞬間發(fā)生突變細(xì)繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突變. .解析解析 (1)(1)當(dāng)線當(dāng)線L L2 2被剪斷的瞬間被剪斷的瞬間, ,因細(xì)線因細(xì)線L L2 2對(duì)球的彈力突對(duì)球的彈力突然消失然消失, ,而引起而引起L L1 1上的張力發(fā)生突變上的張力發(fā)生突變, ,使物體的受力情況使物體的受力情況改變改變, ,瞬時(shí)加速度沿垂直瞬時(shí)加速度沿垂直L L1 1斜向下方斜向下方, ,為為a a= =g gsinsin. .第9頁(yè)/共41頁(yè) (2) (2)當(dāng)線當(dāng)線L L2 2被剪斷時(shí)被剪斷時(shí), ,細(xì)線細(xì)線L L2 2對(duì)球的彈力突然消失對(duì)球的彈力突然消失, ,而彈簧的形變還來(lái)不及變化而彈簧的形變還來(lái)不及變化( (

11、變化要有一個(gè)過(guò)程變化要有一個(gè)過(guò)程, ,不不能突變能突變),),因而彈簧的彈力不變因而彈簧的彈力不變, ,它與重力的合力與它與重力的合力與細(xì)線細(xì)線L L2 2對(duì)球的彈力是一對(duì)平衡力對(duì)球的彈力是一對(duì)平衡力, ,等值反向等值反向, ,所以線所以線L L2 2剪斷時(shí)的瞬時(shí)加速度為剪斷時(shí)的瞬時(shí)加速度為a a= =g gtantan, ,方向水平向右方向水平向右. .答案答案 (1)(1)a a=gsin=gsin, ,垂直垂直l l1 1斜向下方斜向下方(2)(2)a a=gtan=gtan, ,水平向右水平向右第10頁(yè)/共41頁(yè)變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 在動(dòng)摩擦因數(shù)在動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2=0.2的水平面上

12、有一個(gè)的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為質(zhì)量為m m=1 kg=1 kg的小球的小球, , 小球與水平輕彈簧及與小球與水平輕彈簧及與豎直方向成豎直方向成=45=45角的角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連, ,如圖如圖2 2所示所示. .此時(shí)小球處于此時(shí)小球處于靜止平衡狀態(tài)靜止平衡狀態(tài), ,且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零, ,當(dāng)當(dāng)剪斷輕繩的瞬間剪斷輕繩的瞬間, ,取取g g=10 m/s=10 m/s2 2. .求求: :(1)(1)此時(shí)輕彈簧的彈力大小為多少？此時(shí)輕彈簧的彈力大小為多少？(2)(2)小球的加速度大小和方向？小球的加速度大小和方向？(3)(3)當(dāng)剪斷彈

13、簧的瞬間小球的加速度為多少？當(dāng)剪斷彈簧的瞬間小球的加速度為多少？圖圖2 2第11頁(yè)/共41頁(yè)解析解析 (1)(1)因此時(shí)水平面對(duì)小球的彈力為零因此時(shí)水平面對(duì)小球的彈力為零, ,小球在小球在繩沒(méi)有斷時(shí)受到繩的拉力繩沒(méi)有斷時(shí)受到繩的拉力F FT T和彈簧的彈力和彈簧的彈力F F作用而作用而處于平衡狀態(tài)處于平衡狀態(tài), ,依據(jù)平衡條件得依據(jù)平衡條件得豎直方向有豎直方向有: :F FT Tcoscos= =mgmg, ,水平方向有水平方向有: :F FT Tsinsin= =F F解得彈簧的彈力為解得彈簧的彈力為: :F F= =mgmgtantan=10 N=10 N(2)(2)剪斷繩后小球在豎直方向

14、仍平衡剪斷繩后小球在豎直方向仍平衡, ,水平面支持力水平面支持力平衡重力平衡重力F FN N= =mgmg由牛頓第二定律得小球的加速度為由牛頓第二定律得小球的加速度為a a= =8 m/s= =8 m/s2 2, ,方向向左方向向左. .(3)(3)當(dāng)剪斷彈簧的瞬間當(dāng)剪斷彈簧的瞬間, ,小球立即受地面支持力和重小球立即受地面支持力和重力力, ,且二力平衡且二力平衡, ,加速度為加速度為0.0.答案答案 (1)10 N (2)8 m/s(1)10 N (2)8 m/s2 2 方向向左方向向左 (3)0(3)0mFF第12頁(yè)/共41頁(yè)題型題型2 2 超重與失重的理解與應(yīng)用超重與失重的理解與應(yīng)用 如

15、圖如圖3 3所示所示, ,一個(gè)盛水的容器底部有一小孔一個(gè)盛水的容器底部有一小孔. .靜止時(shí)用手指堵住小孔靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水不讓它漏水, ,假設(shè)容器在下假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng)持平動(dòng), ,且忽略空氣阻力且忽略空氣阻力, ,則則 ( )( )A.A.容器自由下落時(shí)容器自由下落時(shí), ,小孔向下漏水小孔向下漏水B.B.將容器豎直向上拋出將容器豎直向上拋出, ,容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí), ,小孔向下小孔向下 漏水漏水; ;容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí), ,小孔不向下漏水小孔不向下漏水C.C.將容器水平拋出將容器水平拋出, ,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水容

16、器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水D.D.將容器斜向上拋出將容器斜向上拋出, ,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏 水水圖圖3第13頁(yè)/共41頁(yè)思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖解析解析 容器在自由下落、豎直向上拋出、水平拋出、容器在自由下落、豎直向上拋出、水平拋出、斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)中都處于完全失重狀態(tài)斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)中都處于完全失重狀態(tài), ,對(duì)容器底對(duì)容器底部的壓力均為零部的壓力均為零, ,所以不向下漏水所以不向下漏水, ,只有只有D D項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .答案答案 D水和水桶水和水桶的的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析水和水分析水和水桶的受力桶的受力水對(duì)水桶底水對(duì)水桶底有作用力嗎？有作用力嗎？結(jié)論結(jié)論第14頁(yè)/共41頁(yè)

17、變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 在電梯中在電梯中, ,把一重物置于臺(tái)秤上把一重物置于臺(tái)秤上, ,臺(tái)秤臺(tái)秤與力傳感器相連與力傳感器相連, ,當(dāng)電梯從靜止加速上升當(dāng)電梯從靜止加速上升, ,然后又然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間, ,最后停止運(yùn)動(dòng)最后停止運(yùn)動(dòng), ,傳感器的屏幕傳感器的屏幕上顯示出其受到的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖上顯示出其受到的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖4 4所示所示, ,則則 ( )( )A.A.電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了2.52.5秒的加速上升過(guò)秒的加速上升過(guò)程程B.B.電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了4 4秒的加速上升過(guò)程秒的加速上升過(guò)程C.C.電梯的最

18、大加速度約為電梯的最大加速度約為6.7 m/s6.7 m/s2 2圖圖4 4第15頁(yè)/共41頁(yè)D.D.電梯的最大加速度約為電梯的最大加速度約為16.7 m/s16.7 m/s2 2解析解析 由圖可知由圖可知, ,在在0 04 s4 s內(nèi)臺(tái)秤對(duì)物體的支持力大內(nèi)臺(tái)秤對(duì)物體的支持力大于物體的重力于物體的重力, ,所以所以0 04 s4 s內(nèi)物體一直加速上升內(nèi)物體一直加速上升. .由圖由圖線知線知, ,物體的重力為物體的重力為30 N,30 N,即質(zhì)量約為即質(zhì)量約為3 kg,3 kg,臺(tái)秤對(duì)物臺(tái)秤對(duì)物體的最大作用力為體的最大作用力為50 N,50 N,物體所受的最大合力為物體所受的最大合力為20 N,

19、20 N,所以物體的最大加速度約為所以物體的最大加速度約為6.7 m/s6.7 m/s2 2. .答案答案 BC第16頁(yè)/共41頁(yè)題型題型3 3 建立建立“勻變速直線運(yùn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)”模型模型 跳板運(yùn)動(dòng)中跳板運(yùn)動(dòng)中, ,運(yùn)動(dòng)員在上升過(guò)程完成空中翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)員在上升過(guò)程完成空中翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作后下落的動(dòng)作后下落, ,能否站穩(wěn)又是一個(gè)關(guān)鍵的動(dòng)作能否站穩(wěn)又是一個(gè)關(guān)鍵的動(dòng)作, ,為此為此, ,運(yùn)動(dòng)員在腳接觸地面后都有一個(gè)下蹲的過(guò)程運(yùn)動(dòng)員在腳接觸地面后都有一個(gè)下蹲的過(guò)程, ,為的為的是減少地面對(duì)人的作用力是減少地面對(duì)人的作用力. .假設(shè)人在空中完成翻轉(zhuǎn)假設(shè)人在空中完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作所需的最短時(shí)間是動(dòng)作所需的最短時(shí)間是

20、t t, ,人接觸地面時(shí)所能承受的人接觸地面時(shí)所能承受的最大作用力為最大作用力為F F, ,人能下蹲的最大距離為人能下蹲的最大距離為x x, ,人的質(zhì)量人的質(zhì)量為為M M, ,重心離腳的高度為重心離腳的高度為L(zhǎng) L, ,試求試求: :人起跳后人起跳后, ,為了在完為了在完成空中動(dòng)作的同時(shí)成空中動(dòng)作的同時(shí), ,又使腳不受傷又使腳不受傷, ,那么那么, ,人從跳板人從跳板上起跳后重心上升的最大高度的范圍是多大？上起跳后重心上升的最大高度的范圍是多大？( (空空氣阻力忽略不計(jì)氣阻力忽略不計(jì), ,重力加速度為重力加速度為g g, ,不計(jì)起跳板的高不計(jì)起跳板的高第17頁(yè)/共41頁(yè)度度, ,不考慮人在水平

21、方向的運(yùn)動(dòng)不考慮人在水平方向的運(yùn)動(dòng). .空中動(dòng)作的過(guò)程可空中動(dòng)作的過(guò)程可把人看作質(zhì)點(diǎn)把人看作質(zhì)點(diǎn), ,地面對(duì)人的作用力作用時(shí)間很短地面對(duì)人的作用力作用時(shí)間很短, ,可可近似看作恒力近似看作恒力, ,因此因此, ,人下蹲過(guò)程可看作勻變速運(yùn)動(dòng)人下蹲過(guò)程可看作勻變速運(yùn)動(dòng)) ) 解析解析 設(shè)人起跳后重心離地設(shè)人起跳后重心離地最高點(diǎn)的高度為最高點(diǎn)的高度為H H1 1時(shí)剛能完時(shí)剛能完成空中動(dòng)作成空中動(dòng)作, ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得H H1 1- -L L= =gtgt2 2/2,/2,得得: :H H1 1= =L L+ +gtgt2 2/2 /2 設(shè)人起跳后重心離地最高點(diǎn)的高度為設(shè)人起跳后重心

22、離地最高點(diǎn)的高度為H H2 2時(shí)人接觸地時(shí)人接觸地面時(shí)所能承受的最大作用力為面時(shí)所能承受的最大作用力為F F, ,下蹲過(guò)程受力情況下蹲過(guò)程受力情況如圖如圖, ,由第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得由第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得: :F F- -mg=ma mg=ma 第18頁(yè)/共41頁(yè)a a= =v v0 02 2/2/2x x 人在空中自由下落過(guò)程有人在空中自由下落過(guò)程有: :v v0 02 2=2(=2(H H2 2- -L L) )g g 解得解得: :H H2 2= =L L- -x x+ +FxFx/ /mg mg 因此人起跳后重心上升的最大高度的范圍是因此人起跳后重心上升的最大高度的范圍是L L

23、- -x x+ +FxFx/ /mgmg H H L L+ +gtgt2 2/2 /2 答案答案 L L- -x x+ +FxFx/ /mgmg H H L L+ +gtgt2 2/2/2本題共本題共1212分分. .式各式各2 2分分. .從復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題中抽象出簡(jiǎn)單的物理模型是高考從復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題中抽象出簡(jiǎn)單的物理模型是高考重點(diǎn)考查的基本物理能力之一重點(diǎn)考查的基本物理能力之一. .本題要求學(xué)生能把本題要求學(xué)生能把第19頁(yè)/共41頁(yè)題目的敘述和自己的想象結(jié)合在一起題目的敘述和自己的想象結(jié)合在一起, ,把復(fù)雜的運(yùn)把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)抽象為自由下落過(guò)程和勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)抽象為自由下落過(guò)程和勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程

24、, ,通過(guò)牛通過(guò)牛頓定律把力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)頓定律把力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái). .從而把一個(gè)看似復(fù)雜從而把一個(gè)看似復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化為一個(gè)常見的簡(jiǎn)單問(wèn)題的問(wèn)題簡(jiǎn)化為一個(gè)常見的簡(jiǎn)單問(wèn)題. .第20頁(yè)/共41頁(yè) 自我批閱自我批閱(13(13分分) )如圖如圖5 5甲所示為學(xué)校操場(chǎng)上一質(zhì)量不計(jì)的豎甲所示為學(xué)校操場(chǎng)上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿直滑桿, ,滑桿上端固定滑桿上端固定, ,下端懸空下端懸空. .為了研究學(xué)生沿為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況桿的下滑情況, ,在桿頂部裝有一拉力傳感器在桿頂部裝有一拉力傳感器, ,可顯示可顯示桿頂端所受拉力的大小桿頂端所受拉力的大小. .現(xiàn)有一學(xué)生現(xiàn)有一學(xué)生( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))

25、)從上端由靜止開始滑下從上端由靜止開始滑下,5 s,5 s末滑到桿底時(shí)速度恰好末滑到桿底時(shí)速度恰好為零為零. .以學(xué)生開始下滑時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)以學(xué)生開始下滑時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn), ,傳感器顯示傳感器顯示的拉力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示的拉力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,g,g取取10 m/s10 m/s2 2. .求求: :圖圖5 5第21頁(yè)/共41頁(yè)(1)(1)該學(xué)生下滑過(guò)程中的最大速率該學(xué)生下滑過(guò)程中的最大速率. .(2)(2)滑桿的長(zhǎng)度滑桿的長(zhǎng)度. .解析解析 (1)(1)根據(jù)圖象可知根據(jù)圖象可知0 01 s1 s內(nèi)內(nèi), ,人向下做勻加速運(yùn)人向下做勻加速運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,人對(duì)滑桿的作用力為人對(duì)滑桿的作用

26、力為380 N,380 N,方向豎直向下方向豎直向下, ,所以所以滑桿對(duì)人的作用力滑桿對(duì)人的作用力F F1 1的大小為的大小為380 N,380 N,方向豎直向上方向豎直向上. .以人為研究對(duì)象以人為研究對(duì)象, ,根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有mgmg- -F F1 1= =mama1 1 (3(3分分) )5 s5 s后靜止后靜止, ,m m= =50 kg= =50 kg1 s1 s末人的速度為末人的速度為: :v v1 1= =a a1 1t t1 1 (2(2分分) )根據(jù)圖象可知根據(jù)圖象可知1 s1 s末到末到5 s5 s末末, ,人做勻減速運(yùn)動(dòng)人做勻減速運(yùn)動(dòng),5 s,5 s末

27、速度為零末速度為零, ,所以人所以人1 s1 s末速度達(dá)到最大值由代末速度達(dá)到最大值由代入數(shù)值解得入數(shù)值解得: :v v1 1=2.4 m/s,=2.4 m/s,所以最大速度所以最大速度v vm m=2.4 =2.4 m/s.(2m/s.(2分分) )kg10500gG第22頁(yè)/共41頁(yè) ( (2)2)滑桿的長(zhǎng)度等于人在滑桿加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)滑桿的長(zhǎng)度等于人在滑桿加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)通過(guò)的位移之和通過(guò)的位移之和. .加速運(yùn)動(dòng)的位移加速運(yùn)動(dòng)的位移x x1 1= = 1 m=1.2 m (21 m=1.2 m (2分分) )減速運(yùn)動(dòng)的位移減速運(yùn)動(dòng)的位移x x2 2= = 4 m=4.8 m (24

28、m=4.8 m (2分分) )滑桿的總長(zhǎng)度滑桿的總長(zhǎng)度L L= =x x1 1+ +x x2 2=1.2 m+4.8 m=6.0 m (2=1.2 m+4.8 m=6.0 m (2分分) )答案答案 (1)2.4 m/s (2)6.0 m(1)2.4 m/s (2)6.0 m24 . 20201mtv204 . 2202mtv第23頁(yè)/共41頁(yè) 素能提升素能提升1.1.圖圖6 6是我國(guó)是我國(guó)“美男子美男子”長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景送上太空的情景. .宇航員在火宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重與失重的中均要經(jīng)受超重與失重的考驗(yàn)

29、考驗(yàn), ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ( )( )A.A.火箭加速上升時(shí)火箭加速上升時(shí), ,宇航員處于失重狀態(tài)宇航員處于失重狀態(tài)B.B.飛船加速下落時(shí)飛船加速下落時(shí), ,宇航員處于失重狀態(tài)宇航員處于失重狀態(tài)C.C.飛船落地前減速飛船落地前減速, ,宇航員對(duì)座椅的壓力大于其宇航員對(duì)座椅的壓力大于其 重力重力圖圖6 6第24頁(yè)/共41頁(yè)D.D.火箭上升的加速度逐漸減小時(shí)火箭上升的加速度逐漸減小時(shí), ,宇航員對(duì)座椅的宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力壓力小于其重力解析解析 加速上升或減速下降加速上升或減速下降, ,加速度均是向上加速度均是向上, ,處于處于超重狀態(tài)超重狀態(tài); ;加速下降或減速上升加速

30、下降或減速上升, ,加速度均是向下加速度均是向下, ,處于失重狀態(tài)處于失重狀態(tài), ,由此知選項(xiàng)由此知選項(xiàng)B B、C C正確正確. .答案答案 BC 第25頁(yè)/共41頁(yè)2.2.一個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)豎直加速度器一個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)豎直加速度器, ,如如圖圖7 7所示所示. .把輕彈簧上端用膠帶固定在一塊紙板上把輕彈簧上端用膠帶固定在一塊紙板上, ,讓其自然下垂讓其自然下垂, ,在彈簧末端處的紙板上刻上水平線在彈簧末端處的紙板上刻上水平線A A. .現(xiàn)把墊圈用膠帶固定在彈簧的下端現(xiàn)把墊圈用膠帶固定在彈簧的下端, ,在墊圈自由垂在墊圈自由垂下處刻上水平線下處刻上水平線B B, ,在在B

31、 B的下方刻一水平線的下方刻一水平線C C, ,使使ABAB間間距等于距等于BCBC間距間距. .假定當(dāng)?shù)刂亓铀俣燃俣ó?dāng)?shù)刂亓铀俣萭 g=10 m/s=10 m/s2 2, ,當(dāng)當(dāng)加速度器在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度器在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,若彈簧末端的墊圈若彈簧末端的墊圈 ( )( )圖圖7 7第26頁(yè)/共41頁(yè)A.A.在在A A處處, ,則表示此時(shí)的加速度為零則表示此時(shí)的加速度為零B.B.在在A A處處, ,則表示此時(shí)的加速度大小為則表示此時(shí)的加速度大小為g g, ,且方向向下且方向向下C.C.在在C C處處, ,則質(zhì)量為則質(zhì)量為50 g50 g的墊圈對(duì)彈簧的拉力為的墊圈對(duì)彈簧的拉力為1 N1

32、 ND.D.在在BCBC之間某處之間某處, ,則此時(shí)加速度器一定是在加速上則此時(shí)加速度器一定是在加速上 升升解析解析 設(shè)設(shè)ABAB= =BCBC= =x x, ,由題意知由題意知, ,mgmg= =kxkx, ,在在A A處處mgmg= =mamaA A, ,a aA A= =g g, ,方向豎直向下方向豎直向下,B,B正確正確; ;在在C C處處,2,2kxkx- -mgmg= =mamaC C, ,a aC C= =g g, ,方向豎直向上方向豎直向上, ,此時(shí)彈力此時(shí)彈力F F=2=2kxkx=2=2mgmg=1 =1 N,CN,C正確正確; ;在在B B、C C之間彈力之間彈力F F大

33、于大于mgmg, ,加速度方向豎直加速度方向豎直向上向上, ,但加速度器不一定在加速上升但加速度器不一定在加速上升, ,也可能減速下也可能減速下降降, ,故故D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案答案 BC第27頁(yè)/共41頁(yè)3.3.如圖如圖8 8所示所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的小球用水平輕彈簧系住的小球用水平輕彈簧系住, ,并用并用傾角為傾角為3030的光滑木板的光滑木板ABAB托住托住, ,小球恰好處于靜止小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)狀態(tài). .當(dāng)木板當(dāng)木板ABAB突然向下撤離的瞬間突然向下撤離的瞬間, ,小球的加速小球的加速度大小為度大小為 ( )( )A.0 B. C.A.0 B. C.g g D. D.解析

34、解析 撤離木板時(shí)撤離木板時(shí), ,小球所受重力和彈簧彈力沒(méi)變小球所受重力和彈簧彈力沒(méi)變, ,二者合力大小等于撤離木板前木板對(duì)小球的支持二者合力大小等于撤離木板前木板對(duì)小球的支持力力圖圖8 8g332g33第28頁(yè)/共41頁(yè)F FN N, ,由于由于F FN N= ,= ,所以撤離木板后所以撤離木板后, ,小小球加速度大小為球加速度大小為: :a a= .= .答案答案 Bmgmg33230cosgmF332N第29頁(yè)/共41頁(yè)4.4.如圖如圖9 9所示所示, ,A A、B B兩小球分別連在彈簧兩端兩小球分別連在彈簧兩端, ,B B端用端用細(xì)線固定在傾角為細(xì)線固定在傾角為3030光滑斜面上光滑斜面

35、上, ,若不計(jì)彈簧若不計(jì)彈簧質(zhì)量質(zhì)量, ,在線被剪斷瞬間在線被剪斷瞬間, ,A A、B B兩球的加速度分別為兩球的加速度分別為 ( )( )A.A.都等于都等于 B. B. 和和0 0C. C. 和和0 D.00 D.0和和圖圖9 9D2g2g2gMMMBBA2gMMMBBA第30頁(yè)/共41頁(yè)5.20085.2008年奧運(yùn)會(huì)在北京舉行年奧運(yùn)會(huì)在北京舉行, ,由此推動(dòng)了全民健身由此推動(dòng)了全民健身運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展. .體重為體重為m m=50 kg=50 kg的小芳在校運(yùn)會(huì)的小芳在校運(yùn)會(huì)上上, ,以背越式成功地跳過(guò)了以背越式成功地跳過(guò)了1.80 m1.80 m的高度的高度, ,成為高成

36、為高三組跳高冠軍三組跳高冠軍. .若忽略空氣阻力若忽略空氣阻力, ,g g取取10 m/s10 m/s2 2. .則則下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ( )( )A.A.小芳下降過(guò)程處于超重狀態(tài)小芳下降過(guò)程處于超重狀態(tài)B.B.小芳起跳以后在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)小芳起跳以后在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)C.C.小芳起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力大于她的重力小芳起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力大于她的重力D.D.起跳過(guò)程地面對(duì)小芳至少做了起跳過(guò)程地面對(duì)小芳至少做了900 J900 J的功的功C第31頁(yè)/共41頁(yè)6.6.由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)的電梯里由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)的電梯里, ,某同學(xué)把測(cè)某同學(xué)把測(cè)量加速度的傳感

37、器固定在手提包上量加速度的傳感器固定在手提包上, ,手提包與傳手提包與傳感器總質(zhì)量為感器總質(zhì)量為1 kg,1 kg,到達(dá)某一樓層停止到達(dá)某一樓層停止, ,采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)并分析處理后列在下表中并分析處理后列在下表中. .在計(jì)算機(jī)上畫出手提包在此過(guò)程中速度在計(jì)算機(jī)上畫出手提包在此過(guò)程中速度v v、加速、加速度度a a、手對(duì)手提包的拉力、手對(duì)手提包的拉力F F、位移、位移x x隨時(shí)間的變化隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象關(guān)系圖象, ,請(qǐng)根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識(shí)請(qǐng)根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識(shí), ,判斷下列判斷下列選項(xiàng)中正確的是選項(xiàng)中正確的是( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ) ( )( )運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)過(guò)

38、程勻加速直勻加速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)勻速直勻速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)勻減速直勻減速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)間(s)(s)2 28 82 2加速度加速度(m/s(m/s2 2) )0.400.400 00.400.40第32頁(yè)/共41頁(yè)第33頁(yè)/共41頁(yè)解析解析 從表中數(shù)據(jù)可知從表中數(shù)據(jù)可知, ,勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.4 m/s0.4 m/s2 2, ,勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小也為勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小也為0.4 m/s0.4 m/s2 2, ,勻勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)手提包受到的拉力為加速運(yùn)動(dòng)時(shí)手提包受到的拉力為F F1 1= =m m( (g g+ +a a)=10.4 N,)=10.4 N

39、,勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)手提包受到的拉力為勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)手提包受到的拉力為F F2 2= =m m( (g g- -a a)=9.6 N.)=9.6 N.由圖象可以得出由圖象可以得出,A,A圖中加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的加速圖中加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小均為度大小均為0.5 m/s0.5 m/s2 2,B,B圖象中圖象中,0,02 s2 s內(nèi)內(nèi), ,加速度越來(lái)加速度越來(lái)越小越小,10 s,10 s12 s,12 s,加速度越來(lái)越大加速度越來(lái)越大;D;D圖象中圖象中, ,物體分物體分段做勻速直線運(yùn)動(dòng)段做勻速直線運(yùn)動(dòng). .綜合分析得出綜合分析得出,C,C正確正確. .答案答案 C第34頁(yè)/共41頁(yè)7.7.消防隊(duì)

40、員為縮短下樓的時(shí)間消防隊(duì)員為縮短下樓的時(shí)間, ,往往抱著豎直的桿往往抱著豎直的桿直接滑下直接滑下. .假設(shè)一名質(zhì)量為假設(shè)一名質(zhì)量為60 kg60 kg、訓(xùn)練有素的消、訓(xùn)練有素的消防隊(duì)員從七樓防隊(duì)員從七樓( (即離地面即離地面18 m18 m的高度的高度) )抱著豎直的抱著豎直的桿以最短的時(shí)間滑下桿以最短的時(shí)間滑下. .已知桿的質(zhì)量為已知桿的質(zhì)量為200 kg,200 kg,消消防隊(duì)員著地的速度不能大于防隊(duì)員著地的速度不能大于6 m/s,6 m/s,手和腿對(duì)桿的手和腿對(duì)桿的最大壓力為最大壓力為1 800 N,1 800 N,手和腿與桿之間的動(dòng)摩擦因手和腿與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為數(shù)為0.5,0.5,

41、設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣仍O(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10 m/sg=10 m/s2 2. .假設(shè)桿是假設(shè)桿是擱在地面上的擱在地面上的, ,桿在水平方向不移動(dòng)桿在水平方向不移動(dòng). .試求試求: : (1) (1)消防隊(duì)員下滑過(guò)程中的最大速度消防隊(duì)員下滑過(guò)程中的最大速度. . (2) (2)消防隊(duì)員下滑過(guò)程中桿對(duì)地面的最大壓力消防隊(duì)員下滑過(guò)程中桿對(duì)地面的最大壓力. . (3) (3)消防隊(duì)員下滑的最短時(shí)間消防隊(duì)員下滑的最短時(shí)間. .第35頁(yè)/共41頁(yè)解析解析 (1)(1)消防隊(duì)員開始階段自由下落的末速度即消防隊(duì)員開始階段自由下落的末速度即為下滑過(guò)程的最大速度為下滑過(guò)程的最大速度v vm m, ,有有2 2ghgh1 1= =v vm m2 2消防隊(duì)員受到的滑動(dòng)摩擦力消防隊(duì)員受到的滑動(dòng)摩