超重與失重(導(dǎo)學(xué)案)

1、體會(huì)一下書(shū)對(duì)手掌的壓力，跟手掌受到的壓力與靜止時(shí)緩慢上升和緩慢下降時(shí)、突然4.7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）（導(dǎo)學(xué)案）編寫(xiě)人：丁士亮審核人：姜萬(wàn)和班級(jí)姓名一、超重與失重【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解超重與失重概念；2、知道怎樣判斷物體是處于超重或失重狀態(tài);3、理解視重概念，知道物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的實(shí)際重量不變。 【自主學(xué)習(xí)】做一做：體會(huì)什么是超重與失重如圖，用手掌托著一疊較重的書(shū)，先讓手緩緩上下移動(dòng), 靜止時(shí)是否相同？然后手突然豎直向上或豎直向下，再體會(huì)一下, 有什么不同？實(shí)驗(yàn)探究：觀察測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化如圖，在測(cè)力計(jì)下端掛一鉤碼，仔細(xì)觀察測(cè)力計(jì)靜止時(shí)、 上升和突然下降時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。分析

2、論證：從理論的角度分析測(cè)力計(jì)突然上升和突然下降時(shí)示數(shù)的變化 提示：設(shè)物體的質(zhì)量為 m ,重力加速度為g,突然上升和突然下降時(shí)的加速度大小為a,求出這兩種情況下的彈簧彈力F,并將其與重力比較?？偨Y(jié)：如圖，電梯里放著一個(gè)臺(tái)秤， 一個(gè)人站在臺(tái)秤上， 按照以下思路, 填寫(xiě)空白處內(nèi)容。一、超重與失重 1、視重：指物體對(duì)臺(tái)秤的壓力或臺(tái)秤對(duì)物體的支持力大小。（1）勻速上升或下降f NN mgmg視重NNmg；LT mg（2）加速上升或減速下降NmgmaNm(ga)視重NNmg減速上升或加速下降mgNmaNm(ga)視重N N mg。當(dāng)a g ,視重為O。2、概念（1）超重：（2）失重：3、判斷方法（1） 加

3、速度方向 （填“豎直向上”或“豎直向下”），物體處于超重狀態(tài);（2） 加速度方向 （填“豎直向上”或“豎直向下”），物體處于失重狀態(tài);（3） 加速度方向豎直向下，a g ,物體處于完全失重狀態(tài)。4、注意（1） 物體處于超重或失重狀態(tài)與物體的速度方向 （填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；（2） 物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的實(shí)際重力 （填“不變”或“變化”）；例1、如圖所示，電梯與水平面的夾角為370 ,電梯向上做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2 2a 1ms。已知某同學(xué)相對(duì)電梯靜止，其質(zhì)量為m 50kg ,重力加速度g 10m/s ，求該同學(xué)受到電梯對(duì)他的支持力N和摩擦力f分別是多大。a思考：同學(xué),求出來(lái)嗎?

4、（3）物體有豎直方向的分加速度時(shí)，也可以發(fā)生超重或失重現(xiàn)象。例2、某人坐樓梯從樓底到樓頂，該人相對(duì)于電梯靜止，電梯的速度時(shí)間圖像如圖所示，該2人的質(zhì)量m 50kg ,重力加速度g 10ms。(1) 作出該人在0-14s內(nèi)所受的支持力隨時(shí)間的變化圖像；(2) 若該樓的每?jī)蓪又g高度差h 4m ,求該樓有多少層。v/m SF/N10 12 14 t/s【課堂練習(xí)】1一個(gè)質(zhì)量為50kg的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)地板上。他看到 升降機(jī)內(nèi)掛著重物的彈簧秤的示數(shù)為40N。已知彈簧秤下掛著的物體的重力為50N ,取g=l0m / s2,則人對(duì)地板的壓力為()A .大于500NC.等于500NB.小于5

5、00ND .上述說(shuō)法均不對(duì)2. 個(gè)小杯子的側(cè)壁有一小孔，杯內(nèi)盛水后，水會(huì)從小孔射出?，F(xiàn)使杯自由下落，則杯中的水()A.會(huì)比靜止時(shí)射得更遠(yuǎn)些C.與靜止時(shí)射得一樣遠(yuǎn)B.會(huì)比靜止時(shí)射得更近些D.不會(huì)射出3.原來(lái)作勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，有一被伸長(zhǎng)彈簧拉住的、具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖所示?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)物體A突然被彈簧拉向右方。由此可判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是()(多選)A .加速上升B .減速上升C .加速下降D .減速下降4. 如圖，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上， 一輕彈簧上端固定一個(gè)質(zhì)量為 m的小球，小球 上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒(méi)有跳起。當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為（ ）5如圖

6、所示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為 30°的光滑斜面A、 B兩球的加速度分別為（B.-和 O2M AM B QD. O 和 A B MB 2上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間,A .都等于g2M A MB Q 工 rC A和 OMB 2二、圖像問(wèn)題【解法歸納】 從圖象中找出解題信息，把圖象與物理圖景相聯(lián)系，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)解答。【典例賞析】例1. （2010福建理綜）質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小視為相等。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用

7、，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示。重力加速度g取10ms2,則物體在t=0到t=12s這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為 （）A. 18mB.54mC.72mD.198m做一做：F N8r,*!i'»1II4=T+ftrrJ,I1'':I1h-1TJO36912處【解析】拉力只有大于最大靜摩擦力時(shí)，物體才會(huì)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。最大靜摩擦力fm f 0.2mg 4N在0-3s時(shí)間內(nèi)：F=fm,物體保持靜止，SI=O；在3s-6s時(shí)間內(nèi)：F fm,物體由靜止開(kāi)始勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度Ffl 2a2m / Sm1在3s-6s時(shí)間內(nèi)位移s2at2 9m26s末速度V at 6m/ s

8、在6-9s時(shí)間內(nèi)：F=f，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移S3=vt=6 ×3m=18m在9-12時(shí)間內(nèi)：F>f ,物體以v=6ms為初速度，以a=2ms2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位11移S4=vt+ at2=6 ×3m+- ×2 ×32m=27m22所以012s內(nèi)物體的位移為：s=S1+s2+s3+s4=54m，選項(xiàng)B正確?！军c(diǎn)評(píng)】本題屬于多過(guò)程問(wèn)題，綜合考查靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)、F-t圖象等知識(shí)點(diǎn)，需要考生準(zhǔn)確分析出物體在每一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。衍生題1 . (2010安徽理綜)質(zhì)量為2kg的物體在水平推力

9、 F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)， Vms1段時(shí)間后撤去 F,其運(yùn)動(dòng)的V t圖象如圖所示。g取10 m/s2,求:(1) 物體與水平面間的運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)(2) 水平推力F的大??；(3) 010s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。做一做：【解析】(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t2,初速度為V20,末速度為V21,加速度 為a2,則V21V202a2=-2mst2設(shè)物體所受摩擦力為 Ff,根據(jù)牛頓第二定律，有 Ff= ma2Ff = - mg解得=.2(2)設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ti，初速度為V10，末速度為V20,加速度為a,則v20vi0a =t=1ms2根據(jù)牛頓第二定律，有 F+F f =

10、 ma解得F =6N(3) 由速度圖象與橫軸所圍的面積得Vio V201S=> ti+×20× t2=46m22要把物體運(yùn)動(dòng)圖象與物體運(yùn)動(dòng)圖景【點(diǎn)評(píng)】此題考查與圖象相關(guān)的牛頓第二定律應(yīng)用問(wèn)題。對(duì)應(yīng)起來(lái)，應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解答。衍生題2.(2010上海奉賢模擬)兩個(gè)完全相同的物體 A、B，質(zhì)量均為m = 0.8kg ,在同一 粗糙水平面上以相同的初速度從同一位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。圖中的兩條直線分別表示A物體受到水平拉力F作用和B物體不受拉力作用的 V-1圖像，求:(1) 兩物體與地面之間的動(dòng)摩擦因素(2) 物體A所受拉力F的大??；(3) 12s末物體A、B之間的距離SO 做一做:【解

11、析】(1)由v t圖得 V20 422 2aB=m/s =C m/s“ t26 03- mg maB得到 = 1/15=0.0672) aA = 12- 0 m/s2 = 3 m/s2由牛頓第二定律 F- f = ma1解得 F = 0.8N1(3) 設(shè)A、B在12s內(nèi)的位移分別為 0、S2，由v t圖得$ = × (4 + 8) ×12m = 72m1 ”S2 = 2×6×4m = 12m故 S = S1 S2 = 60m衍生題3. （2007年高考上海物理）固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng),推

12、力F與小環(huán)速度V隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度 g = 10ms2°求:（1）小環(huán)的質(zhì)量m；（2）細(xì)桿與地面間的傾角做一做:2S m6 t/s【解析】由圖得前2s,沿桿方向的推力 Fi=5.0N : 2s后，沿桿方向的推力 F2=5.5N ,前2s小環(huán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度a = V = 0.5ms2,前2s對(duì)小環(huán)由牛頓第二定律有：Fi mg Sin = ma,2s后小環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有：F2= mg Sin ,聯(lián)立解得 m= FI一F2 =IkgaSin =F2mg=0.5 ,所以，=30。【點(diǎn)評(píng)】要能夠從題給圖像中找出物體運(yùn)動(dòng)情況和受力情況。【課堂練習(xí)】1 將一只皮球

13、豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比。下列 描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小a與速度大小V關(guān)系的圖像，正確的是 （）A.D.B.C.F/N43210 - -1-2 5-3，-4堆2. 如右圖所示，是利用傳感器記錄的兩個(gè)物體間的作用力和 反作用力的變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是（）A. 作用力大時(shí)，反作用力小B. 作用力和反作用力的方向總是相反的C. 作用力和反作用力是作用在同一個(gè)物體上的D相互作用的兩個(gè)物體一定都處于靜止?fàn)顟B(tài)3. 某物體做直線運(yùn)動(dòng)的 v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，X表示物體的位移）四個(gè)選項(xiàng)中正確的是4. 一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果僅使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零,然后又從零逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大?。ù肆Φ姆较蚴冀K未變），而在這一過(guò)程中其余各力均不變。那么，圖中能正確描述該過(guò)程中物體速度變化情況的是（）5.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度V與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10ms2。由此兩圖線可以求得物 塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為 （）A. m0.5kg,0.2B.m1.5kg,215C.m0.5kg,0.4 D . m 1kg,6. A的質(zhì)量 m=4 m, B的質(zhì)量 m2= m,