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1、第2讲两类动力学问题超重和失重第一页，编辑于星期五：三点 二十七分。1单位制：由 单位和单位一起组成了单位制(1)根本单位：根本物理量的单位力学中的根本量有三个，它们是、；它们的国际单位分别是 、根本导出长度时间质量米秒千克第二页，编辑于星期五：三点 二十七分。(2)导出单位：由量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位根本国国际单际单位制的基本位制的基本单单位位物理量名称物理量名称物理量符号物理量符号单单位名称位名称单单位符号位符号长长度度l 质质量量m 时间时间t s电电流流I安安(培培)A热热力学温度力学温度T开开(尔尔文文)K物物质质的量的量n摩摩(尔尔)mol发发光光强强度度I坎坎(德
2、拉德拉)cd米千克秒kgm题组演练2.国际单位制中的根本物理量和根本单位第三页，编辑于星期五：三点 二十七分。1视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数，大小等于测力计所受物体的 或台秤所受物体的 拉力压力第六页，编辑于星期五：三点 二十七分。2超重、失重、完全失重的比较超重超重失重失重完全失重完全失重定定义义物体物体对对支持物的支持物的压压力力(或或对悬对悬挂物的拉挂物的拉力力)物体所受重物体所受重力的情况力的情况物体物体对对支持物的支持物的压压力力(或或对悬对悬挂物的拉挂物的拉力力)物体所受物体所受重力的情况重力的情况物体物体对对支持物的支持物的压压力力(或或
3、对悬对悬挂物的拉挂物的拉力力)的状的状态态产产生生的的原原因因物体有物体有 的的加速度加速度物体有物体有 的的加速度加速度ag方向向下方向向下大于竖直向上小于竖直向下等于零第七页，编辑于星期五：三点 二十七分。【提示】不正确超重或失重是指物体的“视重大于或小于其重力的现象，物体实际受到的重力并没有变化题组演练第八页，编辑于星期五：三点 二十七分。两类动力学问题1受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，物体的，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据 ,就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况受力情况运动学公式第十四页，编辑于星期五：三点 二十七分。2
4、物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由可以求出加速度，再根据可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等运动学公式牛顿第二定律题组演练第十五页，编辑于星期五：三点 二十七分。一、对超重和失重的进一步理解1不管超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重改变2物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还是有向下的加速度第二十页，编辑于星期五：三点 二十七分。3当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有ag的加速度效果，不再产生其他效果平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失
5、效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等第二十一页，编辑于星期五：三点 二十七分。1如以以下图所示，在空雪碧瓶底部四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的雪碧瓶自由下落，那么下落过程中不可能出现的图是以下选项图中的()【答案】BCD第二十二页，编辑于星期五：三点 二十七分。二、两类动力学问题的解题思路图解第二十三页，编辑于星期五：三点 二十七分。2如以下图，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成53角的恒力拉着它沿水平面做直线运动，拉力F3.0 N，玩具的质量m0.5 kg，经时间t2.0 s，玩具移动了x4 m，这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？(取g10 m/s2，s
6、in 530.8，cos 530.6)第二十四页，编辑于星期五：三点 二十七分。【解析】一阶段x at2a2 m/s2Fcos 53(mgFsin 53)ma第二十五页，编辑于星期五：三点 二十七分。vat4 m/s二阶段FfmgFfx0 mv2x2.6 m.【答案】2.6 m第二十六页，编辑于星期五：三点 二十七分。为了研究超重与失重现象，某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动并随时观察体重秤示数的变化情况下表记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时间不表示先后顺序)时间时间t0t1t2t3体重秤示数体重秤示数/kg45.050.040.045.0第二十七页，编辑于星期五：
7、三点 二十七分。假设t0时刻电梯静止，那么以下判断正确的选项是()At1和t2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化Bt1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反Ct1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向不一定相反Dt3时刻电梯可能向上运动第二十八页，编辑于星期五：三点 二十七分。【解析】人所受的重力等于人的质量和重力加速度的乘积，与人的运动状态无关，t0时刻电梯静止，体重秤的示数大小等于人的体重，t1时刻体重秤的示数大于人的体重，说明人处于超重状态，加速度方向向上；t2时刻体重秤的示数小于人的体重，说明人处于失重状态，加速度方向向下；t3时刻体重秤的示数等于人的体重，说明人的加速度
8、为零，处于平衡状态，电梯可能静止，可能向上匀速运动，也可能向下匀速运动；此题的正确答案为A.【答案】A第二十九页，编辑于星期五：三点 二十七分。11：几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后从10层直接再回到1层并用照相机进行了相关记录，如以以下图所示他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的选项是()第三十页，编辑于星期五：三点 二十七分。A根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D根据图4和图5可估测出电梯向
9、下起动时的加速度第三十一页，编辑于星期五：三点 二十七分。【解析】由题图可知，图1是电梯没动，可知人所受重力并能计算出人的质量图2是电梯向上加速运动，图3是电梯向上减速制动，图4是电梯向下加速起动，图5是向下减速制动由此结合牛顿第二定律Fma，由图1、2可以计算向上起动的加速度，由图1、3可以计算向上制动的加速度，由图1、4可以计算向下起动的加速度，由图1、5可以计算向下制动的加速度，应选项C正确，其余错误【答案】C第三十二页，编辑于星期五：三点 二十七分。(16分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育工程，比赛场地示意图如图甲所示比赛时，运发动脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰壶从本垒圆心O向前滑行，
10、至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO滑向营垒圆心O，为使冰壶能在冰面上滑得更远，运发动可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数一次比赛时，冰壶(可视为质点)从本垒圆心O点向前沿直线OO滑行，其同学利用计算机描绘出冰壶运动的vt图象如图乙所示，OO30.0 m，冰壶的质量为19 kg，g取10 m/s2，启动时运发动对冰壶的推力为恒力，求：第三十三页，编辑于星期五：三点 二十七分。第三十四页，编辑于星期五：三点 二十七分。(1)启动时运发动对冰壶的推力F；(2)用毛刷刷冰面的距离及此时冰壶与冰面间的动摩擦因数；(3)冰壶静止的位置第三十五页，编辑于星期五：三点 二十七分。【解析】(1)分析vt图
11、象可知，02.0 s内为冰壶的启动过程，2.0 s12.0 s为冰壶在冰面上的自滑过程，12.0 s16.8 s为冰壶在运发动刷冰面后的滑行过程(1分)02.0 s冰壶的加速度大小为a12 m/s2(1分)设不刷冰面时冰壶与冰面的动摩擦因数为，由牛顿第二定律有F1mgma1(2分)第三十六页，编辑于星期五：三点 二十七分。20 s12.0 s冰壶的加速度大小为a20.32 m/s2(1分)由牛顿第二定律有1mgma2 (1分)联立解得F44.1 N (2分)第三十七页，编辑于星期五：三点 二十七分。(2)12.0 s16.8 s为冰壶在运发动刷冰面后的滑行过程由vt图象知，用毛刷刷冰面的距离为
12、x3 此过程冰壶的加速度为a30.17 m/s2(1分)由牛顿第二定律有mgma3 (1分)此过程冰壶与冰面间的动摩擦因数为 0.017(1分)(3)02.0 s冰壶前进的距离为x1 m4 m (1分)第三十八页，编辑于星期五：三点 二十七分。20 s12.0 s冰壶滑行的距离为x2 m24 m (1分)冰壶运动总距离为xx1x2x329.92 m (1分)xOOx0.08 m，即冰壶停在距O点左侧0.08 m处(1分)第三十九页，编辑于星期五：三点 二十七分。解答此类问题还应注意：不管是运动求解力，还是力求解运动，作好“两分析即受力分析、运动分析是解决问题的关键在解决两类动力学根本问题时要正
13、确画出受力分析图，进行运动过程分析，建立的受力情况或运动情况与加速度的关系，从而到达事半功倍的效果求解这两类问题的思路如下：第四十页，编辑于星期五：三点 二十七分。21：科研人员乘气球进行科学考察气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住堵住时气球下降速度为1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了12 m为使气球平安着陆，向舱外缓慢抛出一定的压舱物此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5分钟内减少3 m/s.假设空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g9.89 m/s2，求抛掉的压舱物的质量第四十一页，编辑于星期五：三点 二
14、十七分。【解析】由牛顿第二定律得：mgFmahv0t at2抛物后减速下降有：F(mm)g(mm)avat解得：m 101 kg.【答案】101 kg第四十二页，编辑于星期五：三点 二十七分。1在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如以下图，在这段时间内以下说法中正确的选项是()第四十三页，编辑于星期五：三点 二十七分。A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下第四十四页，编辑于星期五：三点 二十七
15、分。【解析】晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A选项错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B选项错，以竖直向下为正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得ag/5，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C选项错，D选项正确【答案】D第四十五页，编辑于星期五：三点 二十七分。2(福州市2021年一检)科学研究发现：在月球外表没有空气；重力加速度约为地球外表的1/6；没有磁场假设宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时静止开始释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下
16、说法正确的选项是()第四十六页，编辑于星期五：三点 二十七分。A氢气球将加速上升，铅球将加速下落B氢气球处于超重状态，铅球处于失重状态C氢气球和铅球都将加速下落，且同时落到月球外表D氢气球和铅球都将加速下落，但铅球先落到月球外表【答案】C第四十七页，编辑于星期五：三点 二十七分。3如右图所示，一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角为30.现小球在F20 N的竖直向上的拉力作用下，从A点静止出发向上运动，杆与球间的动摩擦因数为.试求：第四十八页，编辑于星期五：三点 二十七分。(1)小球运动的加速度a1；(2)假设F作用1.2 s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离xm；(3
17、)假设从撤去力F开始计时，小球经多长时间将经过距A点上方为2.25 m的B点【解析】(1)在力F作用时有：(Fmg)sin 30(Fmg)cos 30ma1a12.5 m/s2.第四十九页，编辑于星期五：三点 二十七分。第五十页，编辑于星期五：三点 二十七分。第五十一页，编辑于星期五：三点 二十七分。【答案】(1)2.5 m/s2(2)2.4 m(3)0.75 s第五十二页，编辑于星期五：三点 二十七分。4一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v012 m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关某时刻，车厢脱落，并以大小为a2 m/s2的加速度减速滑行在车厢脱落t3 s
18、后，司机才觉察并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离第五十三页，编辑于星期五：三点 二十七分。【解析】设卡车的质量为M，卡车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为F，卡车刹车前后加速度的大小分别为a1和a2.重力加速度大小为g.由牛顿第二定律有F2Mg0FMgMa1MgMa3MgMa2第五十四页，编辑于星期五：三点 二十七分。设车厢脱落后，t3 s内卡车行驶的路程为x1，末速度为v1，根据运动学公式有x1v0t a1t2v1v0a1t 2a2x2第五十五页，编辑于星期五：三点 二十七分。式中，x2是卡车在刹车后减速行驶的路程设车厢脱落后滑行的路程为x，有v022ax 卡车和车厢都停下来后相距xx1x2x 由至式得 代入题给数据得x36 m.【答案】36 m第五十六页，编辑于星期五：三点 二十七分。第五十七页，编辑于星期五：三点 二十七分。