牛頓運動定律 第三章第3課時

1、 第第3 3課時課時 超重和失重超重和失重 瞬時問題瞬時問題 考點自清考點自清一、超重和失重一、超重和失重1.1.超重超重 (1)(1)定義定義: :物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? ) 物體所受重力的情況物體所受重力的情況. . (2) (2)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: :物體具有物體具有 的加速度的加速度. .2.2.失重失重 (1)(1)定義定義: :物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? ) 物體所受重力的情況物體所受重力的情況. . (2) (2)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: :物體具有物體具有 的加速度的加速度. .大

2、于大于向上向上小于小于向下向下3.3.完全失重完全失重 (1)(1)定義定義: :物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? ) 的狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài)的狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài). . (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= = . .名師點撥名師點撥1.1.物體超重或失重時物體超重或失重時, ,僅是物體對懸掛物的拉力或僅是物體對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有物體所受的重力并沒有變化變化. .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)或失重狀態(tài), ,與物體的速度沒與物體的速

3、度沒有關(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g g二、瞬時問題二、瞬時問題研究某一時刻物體的研究某一時刻物體的 和和 突變的關(guān)突變的關(guān)系稱為力和運動的瞬時問題系稱為力和運動的瞬時問題, ,簡稱簡稱“瞬時問瞬時問題題”.“.“瞬時問題瞬時問題”常常伴隨著這樣一些標志性常常伴隨著這樣一些標志性詞語詞語:“:“瞬時瞬時”、“突然突然”、“猛地猛地”、“剛剛剛剛”等等. . 受力受力運動運動 熱點聚焦熱點聚焦熱點一熱點一 對超重和失重的理解對超重和失重的理解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

4、向沒有關(guān)系與速度的大小和方向沒有關(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. .運動情況運動情況超重、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的方向豎直向的方向豎直向a a= =g g完全失重完全失重F F=0=02.2.物體處于超重或失重時的運動情況物體處于超重或失重時的運動情況 (1)(1)超重時超

5、重時, ,物體向上加速或向下減速物體向上加速或向下減速; ; (2) (2)失重時失重時, ,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.物體超重或失重時物體超重或失重時, ,加速度方向不一定沿豎直加速度方向不一定沿豎直方向方向, ,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, ,加加速度有豎直向下的分量就是失重速度有豎直向下的分量就是失重. . 2. 2.物體超重或失重時物體超重或失重時, ,加速度的大小不一定是恒加速度的大小不一定是恒定的定的. .熱點二熱點二 瞬時加速度的求解瞬時加速度的求解分析物體在某一時刻的瞬時加速度分析物體

6、在某一時刻的瞬時加速度, ,關(guān)鍵是分析瞬關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)時前后的受力情況及運動狀態(tài), ,再由牛頓第二定律再由牛頓第二定律求出瞬時加速度求出瞬時加速度. .此類問題應注意兩種模型的建立此類問題應注意兩種模型的建立. .1.1.中學物理中的中學物理中的“線線”和和“繩繩”是理想化模型是理想化模型, ,具具有以下幾個特性有以下幾個特性: : (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) )中各點的張力大小相等中各點的張力大小相等, ,其方向總是沿著繩其方向總是沿著繩子且背離受力物體的方向子且背離受力物體的方向

7、. . (2) (2)不可伸長不可伸長: :即無論繩子受力多大即無論繩子受力多大, ,繩子的長度不繩子的長度不變變, ,由此特點可知由此特點可知, ,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) )或接觸面都可以認為是一種不發(fā)或接觸面都可以認為是一種不發(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, ,不需要形變恢復時間不需要形變恢復時間, ,一般一般題目中所給桿、細線和接觸面在不加特殊說明時題目中所給桿、細線和接觸面在不加特殊說明時, ,均可按此模型來處理均可按此

8、模型來處理. .2.2.中學物理中的中學物理中的“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, ,具有以下幾個特性具有以下幾個特性: : (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的彈力大小相等端及其中間各點的彈力大小相等. . (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) (3)由于彈簧和橡皮繩受力時由于彈簧和橡皮繩受力時, ,要恢復形變需要一要恢復形變需要一 段時間段時間, ,所以彈

9、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. . 題型探究題型探究題型題型1 1 瞬時問題瞬時問題 如圖如圖1 1甲所示甲所示, ,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的物體系于長度分的物體系于長度分別為別為L L1 1、L L2 2的兩根細線上的兩根細線上, ,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, ,物體處于平物體處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài). .求解下列問題求解下列問題: : (1)(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. .(2)(2)若將圖甲中

10、的細線若將圖甲中的細線L L1 1換成長度相同換成長度相同, ,質(zhì)量不計的質(zhì)量不計的輕彈簧輕彈簧, ,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的瞬間的瞬間物體的加速度物體的加速度. .思路點撥思路點撥 求解此題應注意以下兩點求解此題應注意以下兩點: :(1)(1)其他力改變時其他力改變時, ,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)其他力改變時其他力改變時, ,細繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突細繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突變變. .解析解析 (1)(1)當線當線L L2 2被剪斷的瞬間被剪斷的瞬間, ,因細線因細線L L2 2

11、對球的彈對球的彈力突然消失力突然消失, ,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, ,使物體的使物體的受力情況改變受力情況改變, ,瞬時加速度沿垂直瞬時加速度沿垂直L L1 1斜向下方斜向下方, ,為為a a= =g gsinsin. . (2)(2)當線當線L L2 2被剪斷時被剪斷時, ,細線細線L L2 2對球的彈力突然消失對球的彈力突然消失, ,而彈簧的形變還來不及變化而彈簧的形變還來不及變化( (變化要有一個過程變化要有一個過程, ,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線細線L L2 2對球的彈力是一對

12、平衡力對球的彈力是一對平衡力, ,等值反向等值反向, ,所以線所以線L L2 2剪斷時的瞬時加速度為剪斷時的瞬時加速度為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, ,水平向右水平向右變式練習變式練習1 1 在動摩擦因數(shù)在動摩擦因數(shù)=0.2=0.2的水平面上有一的水平面上有一個質(zhì)量為個質(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角的角的不可伸長的輕繩一端相連不可伸長

13、的輕繩一端相連, ,如圖如圖2 2所示所示. .此時小球處于此時小球處于靜止平衡狀態(tài)靜止平衡狀態(tài), ,且水平面對小球的彈力恰好為零且水平面對小球的彈力恰好為零, ,當當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)此時輕彈簧的彈力大小為多少？此時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)當剪斷彈簧的瞬間小球的加速度為多少？當剪斷彈簧的瞬間小球的加速度為多少？圖圖2 2解析解析 (1)(1)因此時水平面對小球的彈力為零因此時水平面對小球的彈力為零, ,小球在小球在繩沒有斷時受到繩的拉

14、力繩沒有斷時受到繩的拉力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

15、2, ,方向向左方向向左. .(3)(3)當剪斷彈簧的瞬間當剪斷彈簧的瞬間, ,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題型題型2 2 超重與失重的理解與應用超重與失重的理解與應用 如圖如圖3 3所示所示, , 一個盛水的容器底一個盛水的容器底部有一小孔部有一小孔. .靜止時用手指堵住小孔不靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水讓它漏水, ,假設(shè)容器在下述幾種運動過假設(shè)容器在下述幾種運動過程中始終保持平動程中始終保

16、持平動, ,且忽略空氣阻力且忽略空氣阻力, ,則則 ( )( )A.A.容器自由下落時容器自由下落時, ,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, ,容器向上運動時容器向上運動時, ,小孔向下小孔向下 漏水漏水; ;容器向下運動時容器向下運動時, ,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, ,容器在運動中小孔向下漏水容器在運動中小孔向下漏水D.D.將容器斜向上拋出將容器斜向上拋出, ,容器在運動中小孔不向下漏容器在運動中小孔不向下漏 水水圖圖3 3思維導圖思維導圖解析解析 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

17、出、水平拋出、斜向上拋出的運動中都處于完全失重狀態(tài)斜向上拋出的運動中都處于完全失重狀態(tài), ,對容器底對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項正確項正確. .答案答案 D水和水桶的水和水桶的運動性質(zhì)運動性質(zhì)分析水和水分析水和水桶的受力桶的受力水對水桶底有水對水桶底有作用力嗎？作用力嗎？結(jié)論結(jié)論變式練習變式練習2 2 在電梯中在電梯中, ,把一重物置于臺秤上把一重物置于臺秤上, ,臺秤臺秤與力傳感器相連與力傳感器相連, ,當電梯從靜止加速上升當電梯從靜止加速上升, ,然后又然后又勻速運動一段時間勻速運動一段時間, ,最后停止運動最后停止運動, ,

18、傳感器的屏幕傳感器的屏幕上顯示出其受到的壓力與時間的關(guān)系圖象如圖上顯示出其受到的壓力與時間的關(guān)系圖象如圖4 4所所示示, ,則則 ( )( )A.A.電梯在啟動階段約經(jīng)歷了電梯在啟動階段約經(jīng)歷了2.52.5秒的加速上升過程秒的加速上升過程B.B.電梯在啟動階段約經(jīng)歷了電梯在啟動階段約經(jīng)歷了4 4秒的加速上升過程秒的加速上升過程C.C.電梯的最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 4D.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)臺秤對物體的支持力內(nèi)臺秤對物體的支持力

19、大于物體的重力大于物體的重力, ,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. .由圖線知由圖線知, ,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,臺臺秤對物體的最大作用力為秤對物體的最大作用力為50 N,50 N,物體所受的最大合物體所受的最大合力為力為20 N,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題型題型3 3 建立勻變速直線運建立勻變速直線運動模型動模型 跳板運動中跳板運動中, ,運動員在上升過程完成空中翻轉(zhuǎn)運動員在上升過程完成空中翻轉(zhuǎn)的動作后下落的動作

20、后下落, ,能否站穩(wěn)又是一個關(guān)鍵的動作能否站穩(wěn)又是一個關(guān)鍵的動作, ,為此為此, ,運動員在腳接觸地面后都有一個下蹲的過程運動員在腳接觸地面后都有一個下蹲的過程, ,為的是為的是減少地面對人的作用力減少地面對人的作用力. .假設(shè)人在空中完成翻轉(zhuǎn)動作假設(shè)人在空中完成翻轉(zhuǎn)動作所需的最短時間是所需的最短時間是t t, ,人接觸地面時所能承受的最大人接觸地面時所能承受的最大作用力為作用力為F F, ,人能下蹲的最大距離為人能下蹲的最大距離為s s, ,人的質(zhì)量為人的質(zhì)量為MM, ,重心離腳的高度為重心離腳的高度為L L, ,試求試求: :人起跳后人起跳后, ,為了在完成空為了在完成空中動作的同時中動作

21、的同時, ,又使腳不受傷又使腳不受傷, ,那么那么, ,人從跳板上起人從跳板上起跳后重心上升的最大高度的范圍是多大？跳后重心上升的最大高度的范圍是多大？( (空氣阻力空氣阻力忽略不計忽略不計, ,重力加速度為重力加速度為g g, ,不計起跳板的高不計起跳板的高度度, ,不考慮人在水平方向的運動不考慮人在水平方向的運動. .空中動作的過程可空中動作的過程可把人看作質(zhì)點把人看作質(zhì)點, ,地面對人的作用力作用時間很短地面對人的作用力作用時間很短, ,可可近似看作恒力近似看作恒力, ,因此因此, ,人下蹲過程可看作勻變速運動人下蹲過程可看作勻變速運動) ) 解題示范解題示范解析解析 設(shè)人起跳后重心離地

22、設(shè)人起跳后重心離地最高點的高度為最高點的高度為H H1 1時剛能完時剛能完成空中動作成空中動作, ,由運動學公式可得由運動學公式可得H H1 1- -L L= =gt gt2 2/2,/2,得得: :H H1 1= =L L+ +gt gt2 2/2 /2 設(shè)人起跳后重心離地最高點的高度為設(shè)人起跳后重心離地最高點的高度為H H2 2時人接觸地時人接觸地面時所能承受的最大作用力為面時所能承受的最大作用力為F F, ,下蹲過程受力情況下蹲過程受力情況如圖如圖, ,由第二定律和運動學公式可得由第二定律和運動學公式可得: :F F- -mg=ma mg=ma a a= = 人在空中自由下落過程有人在空

23、中自由下落過程有: :v v0 02 2=2(=2(H H2 2- -L L) )g g 解得解得: :H H2 2= =L L- -s s+ +FsFs/ /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- -s s+ +FsFs/ /mgmg H H L L+ +gt gt2 2/2 /2 答案答案 L L- -s s+ +FsFs/ /mgmg H H L L+ +gt gt2 2/2/2sv220本題共本題共1212分分. .式各式各2 2分分. .從復雜的實際問題中抽象出簡單的物理模型是高考從復雜的實際問題中抽象出簡單的物理模型是高考重

24、點考查的基本物理能力之一重點考查的基本物理能力之一. .本題要求學生能把本題要求學生能把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, ,把復雜的運把復雜的運動抽象為自由下落過程和勻減速運動過程動抽象為自由下落過程和勻減速運動過程, ,通過牛通過牛頓定律把力和運動聯(lián)系起來頓定律把力和運動聯(lián)系起來. .從而把一個看似復雜從而把一個看似復雜的問題簡化為一個常見的簡單問題的問題簡化為一個常見的簡單問題. .【評價標準評價標準】【名師導析名師導析】 自我批閱自我批閱(13(13分分) )如圖如圖5 5甲所示為學校操場上一質(zhì)量不計的豎甲所示為學校操場上一質(zhì)量不計的豎直滑桿直滑桿, ,

25、滑桿上端固定滑桿上端固定, ,下端懸空下端懸空. .為了研究學生沿為了研究學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)有一學生現(xiàn)有一學生( (可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點) )從上端由靜止開始滑下從上端由靜止開始滑下,5 s,5 s末滑到桿底時速度恰好末滑到桿底時速度恰好為零為零. .以學生開始下滑時刻為計時起點以學生開始下滑時刻為計時起點, ,傳感器顯示傳感器顯示的拉力隨時間變化的情況如圖乙所示的拉力隨時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

26、5(1)(1)該學生下滑過程中的最大速率該學生下滑過程中的最大速率. .(2)(2)滑桿的長度滑桿的長度. .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), ,人向下做勻加速人向下做勻加速運動運動, ,人對滑桿的作用力為人對滑桿的作用力為380 N,380 N,方向豎直向下方向豎直向下, ,所所以滑桿對人的作用力以滑桿對人的作用力F F1 1的大小為的大小為380 N,380 N,方向豎直向方向豎直向上上. . 以人為研究對象以人為研究對象, ,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

27、, ,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, ,人做勻減速運動人做勻減速運動,5 s,5 s末速度為零末速度為零, ,所以人所以人1 s1 s末速度達到最大值由末速度達到最大值由代代入數(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 m/s=2.4 m/s. .(2(2分分) )kg10500gG ( (2)2)滑桿的長度等于人在滑桿加速運動和減速運動滑桿的長度

28、等于人在滑桿加速運動和減速運動通過的位移之和通過的位移之和. .加速運動的位移加速運動的位移s s1 1= = 1 m=1.2 m (21 m=1.2 m (2分分) )減速運動的位移減速運動的位移s s2 2= = 4 m=4.8 m (24 m=4.8 m (2分分) )滑桿的總長度滑桿的總長度L L= =s s1 1+ +s s2 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(1)2.4 m/s (2)6.0 m (2)6.0 m24 . 20201mtv204 . 2202mtv 素能提升素能提升1.1.

29、圖圖6 6是我國是我國“美男子美男子”長征火箭把載長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景人神舟飛船送上太空的情景. .宇航員宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗要經(jīng)受超重與失重的考驗, ,下列說法下列說法正確的是正確的是( )( )A.A.火箭加速上升時火箭加速上升時, ,宇航員處于失宇航員處于失重狀態(tài)重狀態(tài)B.B.飛船加速下落時飛船加速下落時, ,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, ,宇航員對座椅的壓力大于其宇航員對座椅的壓力大于其 重力重力圖圖6 6D.D.火箭上升的加速度逐漸減小時火箭上升的加速度逐

30、漸減小時, ,宇航員對座椅的宇航員對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), ,由此知選項由此知選項B B、C C正確正確. .答案答案 BC 2.2.一個研究性學習小組設(shè)計了一個豎直加速度器一個研究性學習小組設(shè)計了一個豎直加速度器, ,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

31、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, ,在墊圈自由垂下在墊圈自由垂下處刻上水平線處刻上水平線B B, ,在在B B的下方刻一水平線的下方刻一水平線C C, ,使使ABAB間距間距等于等于BCBC間距間距. .假定當?shù)刂亓铀俣燃俣ó數(shù)刂亓铀俣萭 g=10 m/s=10 m/s2 2, ,當加當加速度器在豎直方向運動時速度器在豎直方向運動時, ,若彈簧末端的墊圈若彈簧末端的墊圈 ( )( )圖圖7 7A.A.在在A A處處, ,則表示此時的加速度為零則表示此時的加速度為零B.B.在在A A處處, ,則表示此時的加速

32、度大小為則表示此時的加速度大小為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的墊圈對彈簧的拉力為的墊圈對彈簧的拉力為1 N1 ND.D.在在BCBC之間某處之間某處, ,則此時加速度器一定是在加速上則此時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= =

33、g g, ,方向豎直向上方向豎直向上, ,此時彈力此時彈力F F=2=2kxkx=2=2mgmg=1 N,C=1 N,C正確正確; ;在在B B、C C之間彈力之間彈力F F大于大于mgmg, ,加速度方向豎直向上加速度方向豎直向上, ,但加速度器不一定在加速上但加速度器不一定在加速上升升, ,也可能減速下降也可能減速下降, ,故故D D錯誤錯誤. .答案答案 BC3.3.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, ,并并用傾角為用傾角為3030的光滑木板的光滑木板ABAB托住托住, ,小球恰好處于靜小球恰好處于靜止狀態(tài)止狀態(tài). .當木板當木板

34、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.圖圖8 8g332g33解析解析 撤離木板時撤離木板時, ,小球所受重力和彈簧彈力沒變小球所受重力和彈簧彈力沒變, ,二者合力大小等于撤離木板前木板對小球的支持力二者合力大小等于撤離木板前木板對小球的支持力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 Bmgmg33230cosgmF332N4.4.如圖如圖9 9所示所示, ,A A、B B

35、兩小球分別連在彈簧兩端兩小球分別連在彈簧兩端, ,B B端用端用細線固定在傾角為細線固定在傾角為3030光滑斜面上光滑斜面上, ,若不計彈簧質(zhì)若不計彈簧質(zhì)量量, ,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 9D2g2g2gMMMBBA2gMMMBBA5.20085.2008年奧運會在北京舉行年奧運會在北京舉行, ,由此推動了全民健身由此推動了全民健身運動的蓬勃發(fā)展運動的蓬勃發(fā)展. .體重為體重為m m=50 kg=50 kg的小芳在校運會的小芳在校

36、運會上上, ,以背越式成功地跳過了以背越式成功地跳過了1.80 m1.80 m的高度的高度, ,成為高成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. .則下則下列說法正確的是列說法正確的是 ( ( ) )A.A.小芳下降過程處于超重狀態(tài)小芳下降過程處于超重狀態(tài)B.B.小芳起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)小芳起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)C.C.小芳起跳時地面對她的支持力大于她的重力小芳起跳時地面對她的支持力大于她的重力D.D.起跳過程地面對小芳至少做了起跳過程地面對小芳至少做了900 J900 J的功的功C6.6.由靜止開始豎

37、直向上運動的電梯里由靜止開始豎直向上運動的電梯里, ,某同學把測某同學把測量加速度的傳感器固定在手提包上量加速度的傳感器固定在手提包上, ,手提包與傳感手提包與傳感器總質(zhì)量為器總質(zhì)量為1 kg,1 kg,到達某一樓層停止到達某一樓層停止, ,采集數(shù)據(jù)并采集數(shù)據(jù)并分析處理后列在下表中分析處理后列在下表中. .在計算機上畫出手提包在此過程中速度在計算機上畫出手提包在此過程中速度v v、加速度、加速度a a、手對手提包的拉力、手對手提包的拉力F F、位移、位移s s隨時間的變化關(guān)系隨時間的變化關(guān)系圖象圖象, ,請根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學知識請根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學知識, ,判斷下列選項判斷下列選項中正確的是中

38、正確的是( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ( ) ( )運動過程運動過程勻加速直勻加速直線運動線運動勻速直勻速直線運動線運動勻減速直勻減速直線運動線運動時間時間(s)(s)2 28 82 2加速度加速度(m/s(m/s2 2) )0.400.400 00.400.40解析解析 從表中數(shù)據(jù)可知從表中數(shù)據(jù)可知, ,勻加速運動的加速度大小為勻加速運動的加速度大小為0.4 m/s0.4 m/s2 2, ,勻減速運動的加速度大小也為勻減速運動的加速度大小也為0.4 m/s0.4 m/s2 2, ,勻勻加速運動時手提包受到的拉力為加速運動時手提包受到的拉力為F F1 1= =m m( (g

39、 g+ +a a)=10.4 N,)=10.4 N,勻減速運動時手提包受到的拉力為勻減速運動時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圖中加速運動和減速運動的加速圖中加速運動和減速運動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), ,加速度越來加速度越來越小越小,10 s,10 s12 s,12 s,加速度越來越大加速度越來越大; ;D D圖象中圖象中, ,物體分物體分段做勻速直線運動段做勻速直線運動. .綜合分析得出綜合分析得出,

40、,C C正確正確. .答案答案 C7.7.消防隊員為縮短下樓的時間消防隊員為縮短下樓的時間, ,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、訓練有素的消、訓練有素的消防隊員從七樓防隊員從七樓( (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間滑下桿以最短的時間滑下. .已知桿的質(zhì)量為已知桿的質(zhì)量為200 kg,200 kg,消消防隊員著地的速度不能大于防隊員著地的速度不能大于6 m/s6 m/s, ,手和腿對桿的手和腿對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摩擦

41、因手和腿與桿之間的動摩擦因數(shù)為數(shù)為0.5,0.5,設(shè)當?shù)刂亓铀俣仍O(shè)當?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桿在水平方向不移動. .試求試求: : (1) (1)消防隊員下滑過程中的最大速度消防隊員下滑過程中的最大速度. . (2) (2)消防隊員下滑過程中桿對地面的最大壓力消防隊員下滑過程中桿對地面的最大壓力. . (3) (3)消防隊員下滑的最短時間消防隊員下滑的最短時間. .解析解析 (1)(1)消防隊員開始階段自由下落的末速度即消防隊員開始階段自由下落的末速度即為下滑過程的最大速度為下滑過程的最大速度v vm m, ,有有2