超重和失重力学单位
专题复习:超重和失重
2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中,有一质量为m的人,
下列说法中正确的是:
BD
A、此人对地球的吸引性为 m(g+a)
B、此人对电梯的压力为 m(g+a)
C、此人受的重力为 m(g+a)
D、此人的视重为 m(g+a)
五、小结
1、超重和失重发生在:物体在竖直方向产生加速度。
2、超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于 物体所受的重力
牛顿运动定律拓展及其应用
超重和失重
学习目标
1、了解超重现象和失重现象 2、理解超重现象和失重现象的原因 3、知道超重和失重并不是重力的增大和减小 4、知道完全失重现象
一、超重和失重
乘坐电梯时,电梯里站满了人,你还想挤一挤坐这一趟电 梯,刚跨进去,警报就响起来了,于是听到电梯里有人说:超 重了。
从顶楼下到一楼时,电梯一直都正常运行着,在到达一楼 并开始停止时,警报响了,这又是什么原因呢?
失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体 所受的重力的情况称为失重现象。
超重与失重现象中,物体的重力是没有变化的。重力G依 然为mg,那么变化的是什么呢?为什么会变化呢?
二、超重和失重的解释
站在静止或者做匀速直线运动的电梯 里时,人受到重力和台称对人的支持力的 关系有:
FN G ma 0
根据牛顿第三定律,人对地板的压力的 大小也是515N,方向与地板对人的支持力的 方向相反,即竖直向下。测力计的示数表示 的是测力计受到的压力,所以测力计的示数 就是515N。
练习
1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种 情况下,弹簧秤的读数最小: C
A、升降机匀速上升 B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升 C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升 D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降
牛顿三大定律详细总结
一、牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1.理解要点:①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM=2/严格相等。
④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。
【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( )A.人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】因为惯性的原因,火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度,当人向上跳起后,仍然具有与火车相同的水平速度,人在腾空过程中,由于只受重力,水平方向速度不变,直到落地,选项D正确。
【说明】乘坐气球悬在空中,随着地球的自转,免费周游列国的事情是永远不会发生的,惯性无所不在,只是有时你感觉不到它的存在。
高一物理超重失重知识点
高一物理超重失重知识点超重和失重是物理中常用的概念,涉及到天体运动、重力以及物体在不同环境中的表现等方面。
在高一物理学习中,了解超重和失重的知识点对于理解物体在不同环境中的行为非常重要。
本文将详细介绍高一物理中的超重和失重知识点。
1. 超重的概念及原因超重是指物体在受到支持力作用时,所具有的实际重力大于其重力。
具体来说,当物体在加速度为g的电梯或电梯下降时,人体所受到的支持力小于其实际重力,此时人体会感觉自身重力增大,产生压力感。
这种现象被称为超重。
造成超重的原因是受到了加速度的影响。
根据牛顿第二定律可以得知,物体所受到的力的大小与物体的质量和加速度有关,而不仅仅是物体的重力。
因此,在加速度的作用下,物体会感受到超过其重力的合力,从而产生超重感。
2. 超重的计算公式超重的计算公式为:超重力 = 物体的实际重力 - 物体的支持力超重力的计算可以通过代入实际重力和支持力的数值来进行。
需要注意的是,当物体在垂直向下的自由落体运动中时,超重力为0,因为此时物体不受到支持力。
3. 失重的概念及原因失重是指物体在无重力环境中的运动状态。
在太空中,物体所受到的重力几乎为0,因此物体将处于一种没有重力的状态,称为失重状态。
此时,物体自由运动,没有受到任何外力的影响。
造成失重的主要原因是物体所处的环境中重力的影响极小。
在地球上,失重状态可以通过在真空条件下进行的实验来模拟。
在这种情况下,物体受到的空气阻力等因素都可以忽略不计,物体将近似处于失重状态。
4. 超重和失重的实际应用超重和失重是理解天体运动、航天器设计等领域的重要概念。
在航天器发射和返回过程中,乘员将会遭遇超重和失重的状态。
了解这些状态对于设计合适的安全设备和保障乘员健康非常重要。
此外,在天体运动的研究中,超重和失重的概念也有着广泛的应用。
例如,人造卫星的轨道计算、行星运动的模拟等都需要考虑到超重和失重的影响。
总结:高一物理中的超重和失重是重要的知识点,涉及到重力、支持力以及物体在不同环境中的动力学行为等方面。
高中物理力学——超重和失重
⾼中物理⼒学——超重和失重超重和失重是⾼中物理学习过程中应⽤规律分析现象的典型实例,是对⽜顿运动定律的运⽤,也是⾼考重要知识点和学⽣易混淆的知识点之⼀。
想要厘清超重和失重的本质现象,⾸先要清楚⼏个概念。
概念视重: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读数称为视重。
视重的⼤⼩等于秤所受的拉⼒或压⼒。
超重:物体对⽀持物的压⼒(或对悬挂物的拉⼒)⼤于物体所受重⼒的现象。
超重产⽣的条件是物体要具有向上的加速度。
失重:物体对⽀持物的压⼒(或对悬挂物的拉⼒)⼩于物体所受重⼒的现象。
失重产⽣的条件是物体要具有向下的加速度。
完全失重:物体对⽀持物的压⼒(或对悬挂物的拉⼒)等于零的现象。
它产⽣的条件是物体的加速度等于重⼒加速度,且⽅向向下。
对视重、超重和失重的理解1、不论超重、失重或完全失重,物体的重⼒都不变,只是视重的改变。
千万不要错误地认为超重就是超过重⼒,失重就是失去重⼒。
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,⽽在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度。
这也是判断物体超重或失重的根本所在。
⽽有些学⽣容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动⽅向相联系,认为超重⼀定是物体向上运动、失重⼀定是物体向下运动。
然⽽真实情况是,物体处于超重状态时,不⼀定向上加速运动,也可能向下减速运动;物体处于失重状态时,不⼀定向下加速运动,也可能向上减速运动。
⼏个常见模型⼀:电梯电梯在运⾏过程中,电梯中的⼈所处的状态就包含了超重、失重状态。
现在我们分析下电梯的运⾏过程。
(1)电梯上升过程① 加速阶段,电梯加速度向上,⼈处于超重状态,⼈对电梯的压⼒⼤于重⼒;② 平稳运⾏阶段,电梯匀速上升,此时加速度为零,⼈既不超重也不失重,⼈对电梯的压⼒等于重⼒;③ 减速阶段,电梯做减速上升运动,直⾄电梯停⽌上升,速度减为零,此阶段加速度向下,⼈处于失重状态,⼈对电梯的压⼒⼩于重⼒。
(2)电梯下降过程① 加速阶段,电梯加速度向下,⼈处于失重状态,⼈对电梯的压⼒⼩于重⼒;② 平稳运⾏阶段,电梯匀速下降,此时加速度为零,⼈既不超重也不失重,⼈对电梯的压⼒等于重⼒;③ 减速阶段,电梯做减速下降运动,直⾄电梯停⽌下降,速度减为零,此阶段加速度向上,⼈处于超重状态,⼈对电梯的压⼒⼤于重⼒。
超重和失重(解析版)--动力学中的九类常见问题
动力学中的九类常见问题超重和失重【知识精讲】1.重力与视重(1)重力:物体所受重力不会因物体运动状态的改变而改变。
(2)视重:当物体竖直悬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称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。
2.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。
(2)产生条件:物体具有向上的加速度。
3.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。
(2)产生条件:物体具有向下的加速度。
4.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态。
(2)产生条件:a=g,且方向竖直向下。
【方法归纳】1.超重和失重的理解与判断(1)当视重与物体的重力不同时,即发生了超重或失重现象。
(2)判断物体超重与失重的方法①从受力的角度判断:超重:物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力。
失重:物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力。
②从加速度的角度判断:当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时,处于超重状态。
当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时,处于失重状态。
[特别提醒] (1)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会消失,比如单摆停止摆动、液体对器壁没有压强、浸在液体中的物体不受浮力等。
工作原理与重力有关的仪器也不能再使用,如天平、液体气压计等。
(2)超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。
2.解决超重、失重问题的基本方法(1)明确研究对象,进行受力分析。
(2)判断加速度的方向,并建立合理的坐标轴。
(3)应用牛顿第二定律列出方程。
(4)代入数据求解,必要时进行讨论。
【典例精析】1(2024广东中山高一期末)引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一,如图甲所示,质量为m =55kg 的某同学,双手抓住单杠做引体向上,在竖直向上运动过程中,其重心的速度随时间变化的图像如图乙所示,g 取10m/s 2,由图像可知,下列说法正确的是()A.t =0.5s 时,他的加速度约为0.3m/s 2B.0∼1.0s ,他的位移约为0.15mC.t =1.5s 时,他正处于失重状态D.t =1.0s 时,他受到单杠的作用力大小为550N【解析】v -t 图像的斜率表示加速度,0∼1.1s 内内v -t 图像近似一条直线,可认为,0∼1.1s 内学生做匀加速运动,t =0.5s 时,他的加速度约为a =Δv Δt =301.0×10-2m/s 2=0.3m/s 2故A 正确;v -t 图像与坐标轴围成的面积表示位移,0∼1.0s ,他的位移约为x =12×30×10-2×1m =0.15m 故B 正确;t =1.5s 时,v -t 图像的斜率为负,他的加速度方向向下,正处于失重状态,故C 正确;t=1.0s时,根据牛顿第二定律F-mg=ma解得F=mg+ma=566.5N故D错误。【答案】ABC【模拟题精练】1(2024河北邯郸一模)生活中有很多跟物理相关的问题,我们可以利用所学知识对这些问题进行分析,例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,最后静止(物体始终没有离开手)。
高中物理新必修课件超重和失重力学单位
质量
千克(kg),定义为国际千克原器的 质量,该原器由铂铱合金制成,直径 为39毫米、高为39毫米的圆柱体,保 存在国际计量局。
导出单位及其计算
导出单位
由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。例如速度、加速度、力、动量、冲量、功、能等。
计算方法
根据物理公式和基本单位进行计算。例如,速度的单位是米每秒(m/s),加速度的单位是米每二次方秒(m/s² ),力的单位是牛顿(N),动量和冲量的单位是千克米每秒(kg·m/s),功和能的单位是焦耳(J)等。这些 导出单位都可以通过基本单位和相应的物理公式进行计算得到。
力学单位制的计算与应用
结合实例,讲解力学单位制在物理计算中的应用方法,包括单位换算 、物理量的计算等,提高学生运用力学单位制解决问题的能力。
XX
PART 02
超重和失重的基本概念
REPORTING
超重的定义和现象
定义
物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力)大于物体所受重力的 现象
现象
在载人的电梯加速上升或减速下 降时,人感到体重增加,电梯地 板对人的支持力大于人所受的重 力,发生超重现象。
国际单位制
1960年第11届国际计量大会通过了国际通用的国际单位制,规定了7个基本物 理量的单位,力学中有三个,即长度、质量和时间。
基本单位及其定义
长度
时间
米(m),定义为光在真空中 1/299792458秒内所经过的路程。
秒(s),定义为铯-133原子基态的 两个超精细能级之间跃迁时所辐射的 电磁波的周期的9192631770倍的时 间。
01
02
03
提高学生物理素养
通过学习超重和失重现象 ,帮助学生理解力学单位 制在物理学中的重要性, 提升物理素养。
超重和失重 单位制
源于名校,成就所托标准教案板的压力是多大?如果人站在升降机里的测力计上,测力计的示数是多大?精解名题:例1.一质量为kg 40=m 的小孩子站在电梯内的体重计上。
电梯从=t 0时刻由静止开始下降,在0到6s 内体重计示数F 的变化如图所示。
试问:在这段时间内电梯下降的高度是多少?取重力加速度2m/s 10=g 。
解析:在0-1s 内,视重为320N ,比重力400N 小,所以处于失重状态,加速度向下,此时向下做加速运动。
由牛顿第二定律:ma F mg =-再由运动学公式:211121t a s = 和 1at v = 得到m s 11=,s m v /2=在1-4s 内,视重为400N ,所以物体在匀速下降。
由22vt s =得到 m s 62=在4-6s 内,视重为440N ,比重力大,物体处于超重状态,加速度向上,此时物体减速向下。
由牛顿第二定律: 2ma mg F =- 和运动学公式 233321at vt s -= 得到 m s 23=所以这段时间内电梯的总位移是 m 9321=++=s s s s 总例2、某人在地面上,最多可以举起60kg 的物体,而在一个加速下降的电梯里,最多可以举起80kg 的物体,则此电梯的加速度是多少?若电梯以此加速度加速上升,此人在电梯里,最多能举起的重物质量为多少?解析:在地面上,举起600N ,说明此人的托举力N=600N 。
在加速下降的电梯里面,举起800N ,如右图由牛顿第二定律 ma N mg =-所以加速度大小是 2/5.2s m a =在加速上升的电梯里面,物体受力如图:有牛顿第二定律: ma mg N =-解得m=48kg例3、如图所示,一根细线一端固定在容器的底部,另一端系一木球,木球浸没在水中,整个装置在台秤上,现将细线割断,在木球上浮的过程中(不计水的阻力),则台秤上的示数( )A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析:剪断细线后,木球会加速上升,处于超重状态,超出的弹力的大小是a m 木。
4 超重和失重 讲义 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
课题: 4.6 超重与失重教学目的要求:1.知道测量重力的两种方法。
2.知道超重、失重和完全失重现象,会根据条件判断超重、失重现象。
3.掌握处理滑块与滑板模型问题。
教学重点:测量重力的方法,会判断超重、失重,滑块与滑板模型问题教学难点:测量重力的方法,会判断超重、失重,滑块与滑板模型问题等于零的状态(F N=0)。
②产生条件:a=g,方向竖直向下。
3.超重和失重的理解(1)当视重与物体的重力不同时,即发生了超重或失重现象。
教学过程教师活动学生活动(2)超重、失重现象与物体的运动方向(即速度)无关,当物体具有向上的加速度时,无论物体向什么方向运动,均出现超重现象,反之则出现失重现象.因此,判断出现超、失重的依据是看加速度的方向。
(3)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会消失,比如液体对器壁没有压强、浸在水中的物体不受浮力等。
工作原理与重力有关的仪器也不能再使用,如天平、液体气压计等。
4.超重、失重的比较特征状态加速度视重(F)与重力关系运动情况受力示意图平衡a=0F=mg 静止或匀速直线运动要点说明重点强调记录笔记听讲思考1.P103例题解析2.P103-104 【思考与讨论】(二)实战应用1.在乘竖直升降电梯上下楼时,你是否有这样的感觉:在电梯里上楼时,开始时觉得自己有“向下坠”的感觉,好像自己变重了,快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉,好像自己变轻了。
下楼时,在电梯里,开始觉得有种“向上飘”的感觉,背的书包也感觉变“轻”了,快到楼底时,觉得自己有种“向下坠”的感觉,背的书包也似乎变“重”了。
(1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何?人处于什么状态?——竖直向上,超重(2)电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何?人处于超重还是失重状态?——竖直向下,失重(3)若电梯下降启动的瞬间或到达楼底前减速运动时,人处于超重还是失重状态?——向下启动瞬间,加速度向下,失重;向下减速运动时加速度向上,超重。
高一物理必修一第四章超重和失重知识点总结
高一物理必修一第四章超重和失重知识点总结超重和失重是人教版高一物理必修一第四章第七节的内容,下面是店铺给大家带来的高一物理必修一第四章超重和失重知识点总结,希望对你有帮助。
高一物理超重和失重知识点1.超重现象(1)定义(力学特征):物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况叫超重现象。
(2)产生原因(运动学特征):物体具有竖直向上的加速度。
(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关,只要加速度方向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。
2.失重现象(1)定义(力学特征):物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
(2)产生原因(运动学特征):物体具有竖直向下的加速度。
(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关,只要加速度方向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。
3.完全失重现象—失重的特殊情况(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况(即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用)。
(2)产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。
(3)是否发生完全失重现象与运动(速度)方向无关,只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
注意1.超重和失重的实质:物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小,物体所受重力G=mg始终存在,且大小方向不随运动状态变化。
只是因为由于物体在竖直方向有加速度,从而使物体的视重变大变小。
2.物体由于处于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的现象不属于超重和失重现象。
3.判断超重和失重现象的关键,是分析物体的加速度。
要灵活运用整体法和隔离法,根据牛顿运动定律解决超重、失重的实际问题。
高一物理学习方法复习有的同学课后总是急着去完成作业,结果是一边做作业,一边翻课本、笔记。
而在这里我要强调我们首先要做的不是做作业,而应该静下心来将当天课堂上所学的内容进行认真思考、回顾,在此基础上再去完成作业会起到事半功倍的效果。
第4章 第6节 失重和超重 第7节 力学单位
第六节失重和超重第七节力学单位1.知道失重、超重和完全失重的现象及概念的生成.2.了解单位制、基本单位和导出单位,理解统一单位制的必要.3.掌握失重与超重的分析与判断,并能处理实际问题.知识点一失重和超重1.失重和超重(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象.(2)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象.2.失重和超重的解释(1)电梯静止不动或做匀速直线运动时,人的加速度为零,此时人对电梯的压力等于人的重力.(2)当电梯加速下降时,人的加速度方向向下,根据牛顿第二定律可以得出:G-F N=ma,即F N=G-ma,此时人对电梯的压力小于人的重力,人处于失重状态.(3)当电梯加速上升时,人的加速度方向向上,根据牛顿第二定律可以得出:F N-G=ma,即F N=G+ma,此时人对电梯的压力大于人的重力,人处于超重状态.3.完全失重现象:如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,这种情况是失重现象中的极限,称为完全失重现象.例如:自由落体运动.失重和超重只是一种现象,重力并没有变化.1.(1)物体处于超重状态时,是其重力增加了.()(2)物体不论是失重还是超重,都是测量值与重力大小关系的比较结果,而重力大小没有变化.()(3)物体处于完全失重状态时,其重力为零.()(4)物体处于超重或失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了.() [答案](1)×(2)√(3)×(4)×知识点二力学单位1.单位制的意义(1)单位制是由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制.(2)基本单位是可以任意选定的,导出单位则是由定义方程式与比例系数确定的.2.国际单位制中的力学单位(1)国际单位制由7个基本单位、2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成.(2)在国际单位制中,与力学有关的基本单位有三个:长度单位——米(m)、质量单位——千克(kg)和时间单位——秒(s).其他与力学有关的物理量单位,都可以由这三个基本单位导出.在计算题中,要使用同一个单位制中的单位.2.(1)一个物理量的单位若由两个或两个以上的基本单位的符号表示,则这个物理量的单位一定是导出单位.()(2)一般来说,物理公式主要确定各物理量之间的数量关系,同时也确定了单位关系.()(3)凡是用比值定义法得到的物理量,其单位都是导出单位.()(4)空气对运动物体的阻力正比于其速度,即f=k v,其中k没有单位.()[答案](1)√(2)√(3)√(4)×如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯竖直运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小.请探究:(1)小铁球是处于失重状态还是超重状态?(2)小铁球是上升过程还是下降过程?(3)若小球的质量是500克,在计算重力时,应注意什么?提示:(1)弹簧伸长量减小,拉力减小,小于重力,是失重状态.(2)失重时加速度向下,不能确定是向上还是向下运动.(3)将质量的单位换成千克.考点1失重和超重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.(2)视重:当物体在竖直方向有加速度时(即a y≠0),物体对弹簧秤的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重.2.超重与失重的分析比较项目加速度视重(F)与重力关系运动情况受力示意图平衡a=0F=mg 静止或匀速直线运动超重向上F=m(g+a)>mg 向上加速,向下减速失重向下F=m(g-a)<mg 向下加速,向上减速完全失重a=g F=0物体只在重力作用下的运动3.定量分析超重、失重问题的思路超重、失重问题本质上就是牛顿第二定律的应用问题,解题时仍应抓住加速度这个关键量,具体方法是:(1)确定研究对象.(2)分析物体受力情况和加速度的大小、方向.(3)根据牛顿第二定律列式求解.【典例1】(多选)如图甲所示,竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上,电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线;图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线,由图线分析电梯的运动情况,下列结论中正确的是()A.由图线K可知,此时电梯一定处于匀加速上升状态B.由图线L可知,此时电梯的加速度大小一定等于gC.由图线M可知,此时电梯一定处于静止状态D.由图线N可知,此时电梯加速度的方向一定先向上后向下思路点拨:根据力大于或小于重力判定出超重还是失重,进而判定出加速度的方向.是上升还是下降要根据题中提示来判定.BD[由图线K可知,物体对P的压力大于物体的重力,且逐渐增大,则支持力大于重力,且逐渐增大,根据牛顿第二定律知加速度方向竖直向上,且逐渐增大,故电梯加速度方向竖直向上,且在变化,A错误;由图线L可知支持力的大小等于2mg,根据牛顿第二定律得F-mg=ma,解得a=g,方向竖直向上,B正确;由图线M可知支持力等于重力,电梯可能处于静止,也可能处于匀速直线运动状态,C错误;由图线N可知支持力的大小先大于mg,再小于mg,根据牛顿第二定律知加速度的方向先向上再向下,D正确.故选B、D.]判断超重、失重状态的方法(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态.(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态,具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态.(3)从运动的角度判断,当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态,当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态.根据上题图,试说明图线L和图线M对应的运动状况.[解析]由图线L可知,a=g竖直向上,物体可能是向上加速运动,也可能是向下减速运动.由图线M可知,F=mg,a=0,物体可能静止也可能是匀速直线运动.[答案]见解析[跟进训练]1.学校秋季运动会上,飞辉同学跳高以背越式成功跳过了1.90 m,如图所示,则下列说法正确的是()A.飞辉起跳时地面对她的支持力等于她的重力B.起跳以后在上升过程中处于超重状态C.起跳以后在下降过程中处于失重状态D.起跳以后在下降过程中重力消失了C[起跳时做向上的加速运动,加速度向上,所以地面对它的支持力大于她的重力,选项A错误;起跳以后,只受重力作用,加速度一直保持竖直向下,所以一直处于失重状态,选项C正确,B、D错误.]2.目前在建的青岛海天中心主楼高达369米,建成后将是“青岛第一高楼”.若有一乘客从一楼坐电梯直上顶楼,电梯先竖直向上做匀加速直线运动,达到一定程度后做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动直到顶楼,则该乘客依次经历的状态是()A.失重平衡超重B.平衡失重超重C.超重平衡失重D.超重失重平衡C[电梯先竖直向上做匀加速直线运动,加速度方向向上,乘客处于超重状态;接着电梯向上做匀速直线运动,加速度为零,乘客处于平衡状态;最后电梯向上做匀减速直线运动,加速度方向向下,乘客处于失重状态.选项C正确.] 考点2力学单位1.对单位制的理解单位制包括国际单位制和常用单位制.(1)国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本物理量.(2)国际单位制包括力学单位制和其他单位制;力学单位制中包括基本单位和导出单位.①基本单位长度l,单位:m;质量m,单位:kg;时间t,单位:s.②常用的导出单位速度(v),由公式v=st导出,单位:m/s.加速度(a),由公式a=v t-v0t导出,单位:m/s2.力(F),由公式F=ma导出,单位:N(kg·m/s2).此外还有功、功率、压强等等.2.单位制在计算中的应用(1)单位制可以简化计算过程计算时,首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,用国际单位制中的基本单位和导出单位表示,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算简便.(2)单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位,如果发现某公式在单位上有问题,或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的.(3)比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位统一到同一单位制中,再根据数值来比较.【典例2】一列质量为103 t的列车,机车牵引力为3.5×105 N,运动中所受阻力为车重的0.01倍.列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180 km/h 需多长时间?此过程中前进了多远距离?(g取10 m/s2)思路点拨:把各单位都统一到国际单位制中,再由牛顿第二定律得加速度,由运动学公式得位移.[解析]列车质量m=103 t=106 kg重力G=mg=106×10 N=107 N运动中所受阻力f=0.01G=0.01×107 N=105 N 设列车匀加速运动的加速度为a由牛顿第二定律得F牵-f=ma则列车的加速度为a=F牵-fm=3.5×105-105106m/s2=0.25 m/s2列车由静止加速到v=180 km/h=50 m/s所用时间为t=v-v0a=50-00.25s=200 s此过程中列车的位移为s=v2-v 202a=502-02×0.25m=5×103 m=5 km.[答案]200 s 5 km单位制应用中的两点提醒(1)应用物理公式解题时,要把各物理量的单位统一到同一单位制,一般统一为国际单位制.(2)物理公式中,有些比例系数有单位,例如公式F=kx中的k,有些比例系数无单位,例如公式F f=μF N中的μ.[跟进训练]3.(多选)关于国际单位制,下列说法正确的是()A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制B.各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制C.国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位D.国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、时间[答案]ABC1.下列有关力学单位制的说法中正确的是()A.在有关力学的分析计算中,只能采用国际单位制单位,不能采用其他单位B.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、质量、速度C.力学单位制中,国际单位制的基本单位有g、m、sD.单位制中的导出单位可以用基本单位来表达[答案] D2.(2022·广州学业水平考试检测)小芳在体重计上完成下蹲动作.下列F-t 图像能反映体重计示数随时间变化的是()A BC DC[体重计的读数为小芳所受的支持力大小,下蹲过程小芳的速度从0开始最后又回到0,因此小芳先加速运动后减速运动,加速度方向先向下后向上,即先失重后超重,所以支持力先小于重力,后大于重力.故选C.] 3.(新情境题:以“机器人攀登”为背景,考查起重和失重)日本机器人展在横滨对公众开放,来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果.如图所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登.关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是()A.当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B.当机器人减速上升时,机器人处于超重状态C.当机器人减速下降时,机器人处于失重状态D.机器人加速下降过程中(a<g),细绳对机器人的拉力小于其重力D[机器人对细绳的拉力与速度大小无关,只与是否有竖直方向上的加速度有关,则A错;机器人减速上升时,其加速度方向向下,处于失重状态,则B 错;机器人减速下降时,其加速度方向向上,处于超重状态,则C错;机器人加速下降过程中加速度方向向下,处于失重状态,拉力小于重力,则D对.] 4.一个质量是60 kg的甲同学站在升降机的地板上,看到一个质量是50 kg 的站在台秤上的乙同学,他们一起运动时,台秤示数为400 N.问题:求此时甲同学对升降机地板的压力.(g取10 m/s2)[解析]以乙同学为研究对象,受力分析如图所示,选取向上的方向为正方向,由牛顿第二定律得F N-mg=maa=F N-mgm=400-50×1050m/s2=-2 m/s2再以甲同学为研究对象,他受到向下的重力m甲g和地板的支持力F N′,由牛顿第二定律得:F N′-m甲g=m甲aF N′=m甲a+m甲g=60×(10-2)N=480 N由牛顿第三定律可知,甲对升降机地板的压力大小为480 N,方向竖直向下.[答案]480 N,方向竖直向下回归本节知识,自我完成以下问题:1.超重、失重时加速度方向具备什么特点?提示:超重时,加速度向上或有向上的分量;失重时,加速度向下或有向下的分量.2.完全失重时,物体的加速度是多少?提示:a=g.3.国际单位制中选定的力学基本物理量有哪些?提示:有长度(l)、质量(m)、时间(t).11/11。
高中物理公式详细大全解析
2 1 gt 2
②分位移
y
绳子摆动
v2
θ
③飞行时间:
t
2
2 v 0 sin θ g
④射程:
X
v0 sin 2θ g
2 v0 2
Y
sin 2g
θ
————————————————————— 9.线速度:
v s t 2 T r
③下落时间: 5 .竖直下抛运动 ①末速度: ②下落高度: 6 .竖直上抛运动 ①末速度: ②上升高度:
F1
当 F 1=F 2 且夹角为
F 2 ≤ F 合 ≤ F1 F 2 120 ° 时: F 1 = F 2 = F
2F 1 cos
合
程的 平均速度 ) ③v v1 2 v2 ( t 1 =t 2 时, v 1 、 v 2 为前半段时间、
当 F 1=F 2 且夹角为 θ 时: F 合 ⑤斜面上物体重力的分解: 平均速度 ) 下滑分力: G 1=mgsin θ
3 、交流电压
( 电流 )的有效值:
U
2 1
(1) 正弦交流电:
U
m
2
I (bR B
(2) 非正弦:
U
2
R
t1
U
2
2 2
R
t2
U R
2
2
( t1
t2)
或: 4 、交流电压
I1 R t1
I 2 R t2
I R ( t1
t2)
( 电流 )的平均值:
(1) 研究的时间 11 、磁流体发电机的电动势: (d 为极板间的距离 )
= aT
1) : ( 3
高中物理必修
1 .曲线运动基本规律 ①条件: v0 与 F
超重和失重的判断方法
超重和失重的判断方法
超重和失重的判断方法是:
1、发生超重现象的条件:当物体向上做加速运动或向下做减速运动时,物体均处于超重状态,即不管物体向什么方向运动,只要具有向上的加速度,物体就处于超重状态。
2、发生失重现象的条件:当物体向下做加速运动或向上做减速运动时,物体均处于失重状态,即不管物体向什么方向运动,只要具有向下的加速度,物体就处于失重状态。
重力与人类生活的关系:
重力与人类生活的关系密切。
人类很早就用重力来度量物体受力的大小。
弹簧出现前,秤就是人类用来比较物体重量的工具;弹簧出现后,又使用弹簧秤来称重量,同一物体的重力在地面附近的空间里变化甚小,所以在日常生活中可视为常数,这就是把重力用作量力单位的方便之处。
由于物体的重力几乎不变,所以伽利略意识到重力加速度也是个常量。
伽利略的研究为牛顿的研究奠定了基础。
牛顿在1687年发表万有引力定律后,找到了重力的物理根源,从此人类对重力有了较正确的认识,牛顿是通过物体落地和月球不落地这两种现象的对比而得到万有引力概念的。
通过万有引力定律和牛顿运动定律,人类终于把力学基本理论以及物体的机械运动弄清楚。
按牛顿的观念,重力是一种超距力,牛顿把重力推广到万有引力,从而解释了天体运动的开普勒定律,同时建立了工程上广泛应用的经典力学。
高中物理公式总结--动力学
高中物理公式总结:动力学
动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
注:
平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
牛顿三大定律口诀
1.惯性
运动何须力维持,改变状态才需力,惯性大小看质量,物体天生就具备.2.牛顿第一定律
静则静,动则动,
第一定律来决定。
3.牛顿定律解题
牛顿定律来解题,力变a 变要牢记,正交分解最常用,基本方法是隔离;整体隔离好求a ,单独隔离求内力,弄清过程是关键,临界状态须注意.4.力学单位制
力学单位有制度,三基本量要记住,质量时间和长度,其它单位可导出;米千克秒力牛顿,厘米克秒是达因,统一单位代数据,最后单位要紧跟.5.超重·失重(一)
超重失重要分清,a向上时是超重,a向下时是失重,抛出物体视重零,轨道卫星太空行,舱内人物全失重6.超重·失重(二)
弹力数值是视重,mg乘积是实重;
超重失重是视重,其中不变是实重;加速上升是超重,减速下降也超重,加速下降是失重,减速上升也失重,失重状态有特例,完全失重视重零。
7.牛顿第二定律
F等于ma,叫做牛顿二定律,
产生加速度,原因就是受的力。
合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则v可大,因为a与v同向;a变大则v可小,因为a与v反向。
8.牛顿定律的适用步骤
画简图、定对象、明过程、分析力;选坐标、作投影、取分量、列方程;求结果、验单位、代数据、作答案。
超重与失重
C.物体处于超重或失重状态时,其质量发生了改变 D.物体处于超重或失重状态时,其质量及受到的重
力都没有变化
2:手托一本书,使它做下述各种情况的运动, 那么手对书的作用力最大情况是( D )
A. 向下做匀加速运动 B. 向上做匀减速运动 C. 向左做匀速运动 D. 向下做匀减速运动
3、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重 为G,当此人突然下蹲时,磅秤的读数( B ) A B C D 先大于G,后小于G 先小于G,后大于G 大于G 小于G
超重与失ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 力学单位制
1.重力和视重
(1)物体所受重力是由物体的质量和物体所处的位置决
定,即G=mg。物体的重力与物体的运动状态无关,
无论物体如何运动,其重力不发生变化。
(2)视重是指称量物体重力时的读数,是指物体对支持
物的压力或对悬挂它的物体的拉力,物体的视重与物
体的运动状态有关,它随物体运动状态的变化而变化。
3.质量m=200 g的物体,测得它的加速度 a=
20 cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下
列运算既正确又符合一般运算要求的是( BD )
A.F=200×20=4 000 N
B.F=0.2×0.2 N=0.04 N
C.F=0.2×0.2=0.04 N
D.F=0.2 kg×0.2 m/s2=0.04 N
(3)物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确 定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式
中物理量间的关系,推导出这些物理量的单位。
(4)比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的 单位统一到同一单位制中,再根据数值来比较。
1.下列哪组单位都是国际单位制中的基本单位 ) A.千克、秒、牛顿
新教材高中物理第四章牛顿运动定律第六节失重和超重第七节力学单位测评含解析粤教版
第六节失重和超重第七节力学单位课后篇巩固提升合格考达标练1.下列关于超重与失重的说法正确的是()A.超重就是物体的重力增加了B.失重就是物体的重力减少了C.完全失重就是物体的重力没有了D.不论是超重、失重,还是完全失重,物体所受的重力是不变的,还是完全失重,其实质是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力比重力大或比重力小,物体所受的重力是不变的,故D正确.2.关于物理量和物理量的单位,下列说法正确的是()A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位C.1 N=1 kg·m·s-2D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位,A错误;“牛顿”不是基本单位,B错误;根据“牛顿”的定义,1N=1kg·m·s-2,C正确;“克”“摄氏度”不是国际单位制单位,D错误.3.一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量.下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是()A.m= kg=0.2 kgB.m==20=20 kgC.m==20 kgD.m= kg=20 kg,也要把单位带进运算.带单位运算时,每一个数据均要带上单位,且单位换算要准确.也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示,计算的结果就用国际单位表示,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确单位即可.在备选的四个选项中A、C均错,B项解题过程正确,但不简洁,只有D项运算正确,且简洁而又规范.4.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是()A.火箭加速上升时,宇航员处于超重状态B.飞船落地前减速下落时,宇航员处于失重状态C.火箭加速上升时,宇航员对座椅的压力小于自身重力D.在飞船绕地球运行时,宇航员处于完全失重状态,则宇航员的重力消失了,加速度方向向上,根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力,宇航员处于超重状态,对座椅的压力大于自身重力,选项A正确,C错误;飞船落地前减速下落时,加速度方向向上,根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力,宇航员处于超重状态,选项B错误;宇航员处于完全失重状态时,仍然受重力,选项D错误.5.在某届学校秋季运动会上,张明同学以背越式成功地跳过了1.70 m的高度,如图所示.若忽略空气阻力,g取10 m/s2.则下列说法正确的是()A.张明下降过程中处于失重状态B.张明起跳以后在上升过程中处于超重状态C.张明起跳时地面对他的支持力等于他的重力D.张明起跳以后在下降过程中重力消失了,只受重力的作用,有向下的重力加速度,是处于完全失重状态,A正确;张明起跳以后在上升过程中,也是只受重力的作用,有向下的重力加速度,是处于完全失重状态,B错误;在张明起跳过程中,地面要给人一个向上的支持力,支持力的大小大于人的重力的大小,人才能够有向上的加速度起跳,向上运动,C错误;起跳以后在下降过程中,重力不变,D错误.6.如图所示,在弹簧测力计下挂一重为G的物体,用手提着弹簧测力计,使重物在竖直方向上运动,下列说法正确的是()A.向上加速运动,弹簧测力计的示数大于GB.向上减速运动,弹簧测力计的示数大于GC.向下加速运动,弹簧测力计的示数大于GD.向下减速运动,弹簧测力计的示数小于G,加速度向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,所以A正确;向上减速时,加速度方向向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故B错误;向下加速时,加速度向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故C错误;向下减速运动,加速度方向向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故D错误.7.如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼.以下说法正确的是()A.升降椅加速上升时,人处于失重状态B.升降椅减速上升时,人处于失重状态C.升降椅匀速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上D.升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上,加速度向上,人处于超重状态,A错误;当升降椅减速上升时,加速度向下,人处于失重状态,B正确;当升降椅匀速上升时,人处于平衡状态,升降椅对人的力与人受到的重力平衡,竖直向上,C错误;升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力为支持力和摩擦力,合力斜向上,但不沿楼梯,因为升降椅对人的作用力和重力的合力才沿楼梯向上,故D错误.8.在蹦极运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程看作人沿竖直方向的运动,从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是()A.到最低点时人处于平衡状态B.人先处于超重状态后处于失重状态C.人的加速度先减小后增大D.人处于失重状态时重力减小了,加速度向上,不是平衡状态,A错误;先加速度向下,后加速度向上,即先失重后超重,B错误;刚开始拉力小于重力,加速度先向下,拉力增大合力减小,加速度减小,当拉力等于重力时,加速度为零,以后拉力大于重力,合力向上增加,加速度向上增加,C正确;人在失重状态下重力不变,D错误.等级考提升练9.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关.根据单位制,检验下列关于空气中声速的表达式(k为比例系数,无单位)正确的是()A.v=B.v=C.v=D.v=p、ρ的单位用基本单位表示,代入进行单位运算,看得出的单位是否是v的单位.p的单位用国际单位制中的基本单位表示,1Pa=1=1,ρ的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg/m3,代入A选项中,单位为m2/s2,显然不是速度的单位,A错误;代入B项得单位为m/s,B正确;代入C项得单位为s/m,也不是速度的单位,C错误;同理D项单位为kg/(m2·s),D错误.10.(多选)如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法正确的是()A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力,不计空气阻力时,A、B的加速度都等于g;若考虑空气阻力,A的加速度大于g,B的运动状态与A一致,B除受重力外必受一向下的力,因A为真空容器,故此力为A对B向下的压力;下落过程中,不计空气阻力时,A、B的加速度等于g;若考虑空气阻力,A的加速度小于g,B的运动状态与A一致,B除受重力外必受一向上的力,所以此力为A对B向上的压力,由牛顿第三定律得,B对A的作用力向下.故B、D正确.11.如图所示,A、B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,不计空气对人的阻力,下列说法正确的是()A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力D.在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用力小于B的重力,A、B两人一起做自由落体运动,处于完全失重状态,则A、B之间安全带的作用力为0,A正确,B、C错误;降落伞打开后,A、B减速下降,加速度向上,则A、B处于超重状态,对B 有T-mg=ma,即T=mg+ma>mg,故D错误.12.如图所示,小球的密度小于杯中水的密度,弹簧两端分别固定在杯底和小球上.静止时弹簧伸长Δx,若全套装置做自由落体运动,则在下落过程中弹簧的伸长量将()A.仍为ΔxB.大于ΔxC.小于Δx,大于零D.等于零,当自由下落时,处于完全失重状态,浮力消失,小球的加速度向下,为g,则弹簧的拉力为零,形变量为零.故D正确.13.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘坐十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,使座舱到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75 m,当落到离地面30 m的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力.(1)求座舱下落的最大速度的大小.(2)求座舱下落的总时间.(3)若座舱中某人用手托着重30 N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力大小.座舱做自由落体运动结束时速度最大,由自由落体速度与位移关系式v2=2gh, 可得座舱下落的最大速度的大小为v=m/s=30m/s.(2)由h=,可得自由落体运动的时间t1==3s由匀变速运动规律可得h2=t2,解得t2==2s故座舱下落总时间t=t1+t2=3s+2s=5s.(3)前45m人和铅球都处于完全失重状态,故球对手的压力为零.匀减速阶段,即后30m,铅球的加速度大小a==15m/s2由牛顿第二定律可得F N-mg=ma铅球的质量m==3kg解得F N=mg+ma=75N由牛顿第三定律可知球对手的压力大小为75N.(2)5 s(3)前45 m球对手的压力为零,后30 m球对手的压力大小为75 N14.实验小组为了测量一栋26层的写字楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况,请一质量为m=60 kg的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上,体重计内安装有压力传感器,电梯从一楼直达26楼,已知t=0至t=1 s内,电梯静止不动,与传感器连接的计算机自动画出了体重计示数随时间变化的图线,如图所示.求:(1)电梯启动和制动时的加速度大小;(2)该大楼每层的平均层高.~3s电梯启动,即加速向上运动,加速度向上,处于超重状态,对于此状态有F1-mg=ma1,代入数据解得a1=2m/s2.21~23s电梯制动,即向上减速运动,加速度向下,处于失重状态,对于此状态有mg-F3=ma3,代入数据解得a3=2m/s2.(2)电梯匀速运动的速度v=a1t1=4m/s匀加速上升的位移x1=vt1=4m从题图中读得,电梯匀速上升的时间t2=18s,所以匀速上升的位移x2=vt2=4×18m=72m匀减速上升的时间为2s,所以位移x3=vt3=4m所以总位移x=x1+x2+x3=80m大楼每层的平均层高h==3.2m.2 2 m/s2(2)3.2 m。
浅谈“超重”和“失重”
大家谈D ISCUSSIONOCCUPATION2012 06144浅谈“超重”和“失重”文/张 丽摘要:超重、失重现象是常见的物理现象,是牛顿第二定律应用的一个方面,是重要和典型的应用知识点。
随着航空和航天技术的发展,超重和失重的话题无论是在教学中还是在生活中,正越来越多地引起人们的注意。
关键词:超重 失重 牛顿第二定律超重、失重现象是常见的物理现象,是牛顿第二定律应用的一个方面,是重要和典型的应用知识点。
但是,由于学生们对超重和失重缺乏直接的感性认识,因而不容易建立正确的超重和失重的概念,笔者结合自身的教学实践和体会对超重和失重概念作如下理解。
一、超重和失重的概念也许大家都见过“激流探险”——从很高的坡顶滑下的,颇为刺激的娱乐游戏。
滑下时,人会感到整颗心悬于空中,事实上并不是心脏位置提高,而是自身的重心位置相对于平衡位置提高,产生了向下的加速度,出现“失重现象”。
反之,若物体具有向上的加速度(可以是竖直向上,也可以是某加速度的竖直向上的分量)就产生“超重现象”。
当人造卫星做匀速圆周运动时,其向心加速度等于卫星所处高度的重力加速度,则其处于“完全失重状态”。
下面给出教材的定义:视重:人们习惯上用物体对支持面的压力或对悬挂物的拉力反映物体重力的大小,称为物体的视重。
实重:物体的真实重力,G =mg 。
超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力,即视重大于实重的现象称为超重现象。
失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力,即视重小于实重的现象称为失重现象。
完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,即视重=0的现象称为完全失重。
二、对超重和失重理解相当一部分学生容易按照字面意思去理解超重和失重,被超重和失重字面意思所误导,想当然地认为超重就是物体的重量增加了,此时物体很重,应该向下运动。
失重就是物体的重量减少了,此时物体很轻,应该向上运动。
实际上处于超重和失重状态的物体其重力没有变化,处于超重和失重状态的根本原因是物体处于不平衡的状态造成的。
超重和失重的理解
超重和失重的理解
超重和失重是物体在受到加速度作用时,对支持物的压力(或对悬绳的拉力)与物体本身重力之间的关系。
它们描述了物体在特定条件下的力学现象。
超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体本身重力的现象。
例如,在电梯加速上升或减速下降时,电梯内的物体就会处于超重状态。
超重并不一定意味着物体一定是在向下运动,只要具有向上的加速度,物体就可能处于超重状态。
失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体本身重力的现象。
例如,在电梯加速下降或减速上升时,电梯内的物体就会处于失重状态。
失重同样并不一定意味着物体一定是在向上运动,只要具有向下的加速度,物体就可能处于失重状态。
完全失重:当物体的加速度等于重力加速度(如自由落体运动或竖直上抛运动)时,物体对支持物的压力为零,即物体处于完全失重状态。
在太空中,由于缺乏重力作用,宇航员和物体都处于完全失重状态。
总的来说,超重和失重描述了物体在受到加速度作用时,重力与支持力之间的关系。
它们并不涉及物体的运动方向,而是关注物体所承受的力和重力的关系。
超重表示物体对支持物的压力大于重力,失重则表示压力小于重力。
完全失重则表示物体对支持物的压力为零。
这些现象在生活中的电梯、飞机和宇宙飞船等场景中都有所体现。
4.67超重和失重 力学单位
(2) 物体可能有两种运动情形:①系统向上做减速运动;② 系统向下做加速运动.这两种情况中,加速度的方向均向下. (3)根据牛顿第二定律,发生失重时,物体所受支持力(或拉 力)F=mg-ma.
【知识归纳】
对实重、视重、超重、失重的理解 (1)实重:物体实际所受的重力,不会因为物体运动状态的 改变而改变. (2)视重:当物体在竖直方向有加速度时,物体对悬挂物的 拉力(或对支持物的压力)将不等于物体的重力,此时弹簧测 力计或台秤的示数叫做物体的视重.
答案:(1)3 000 m (2)2.2倍
1.(双选)下面关于超重与失重的判断正确的是( ) A.物体做变速运动时,必处于超重或失重状态 B.物体向下运动时,必处于失重状态 C.做竖直上抛运动的物体,处于完全失重状态 D.物体斜向上做匀减速运动,处于失重状态
【解析】选C、D.判断物体是否处于超重或失重状态,就是 看物体有没有竖直方向上的加速度.若物体的加速度向下, 则处于失重状态.若物体的加速度向上,则处于超重状态.A、 B两项均未指明加速度方向,无法判定是否发生超重和失重 现象.D项物体的加速度斜向下,有竖直向下的分量,故处 于失重状态,C项中a=g,且加速度方向向下,故处于完全 失重状态.
B.m= F a=0.1 2m N /s2= 20kg m m /s/2 s2= 20kg C.m= F= 2 =20 kg
a 0.1
D.m= F = 2 kg=20 kg
a 0.1
【解析】选D.本题考查了单位制的应用.在进行数量运算的 同时,也要把单位带进运算,带单位运算时,每一个数据 均要带上单位,且单位换算要准确,也可以把题中的已知 量的单位都用国际单位表示,计算的结果就用国际单位表 示,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量 的单位,只在数字后面写出正确单位即可.在备选的四个选 项中A, C均错,B项解题过程正确,但不简洁,只有D项运 算正确,且简洁而又规范.
什么情况下是失重,什么情况下是超重?
什么情况下是失重,什么情况下是超重?在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。
如下的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,我们做一个统一的回复,有同样疑问的同学可以仔细看看。
【问:在坐电梯上楼时,什幺情况下是失重,什幺情况下是超重?】答:超重状态的定义式是外力(支持力或拉力)n大于重力g,失重恰恰相反,是外界的力n小于g。
当你的双脚感觉有点悬空的时候,那就是失重;相反,当你的感觉双脚受力变大时,就是箱体给你的支持力n太大了(大于重力),你就处于超重状态。
加速上升和减速下降都是超重。
【问:汤姆生的主要贡献有哪些?】答:在探究原子微观领域,汤姆生有很大贡献,也是诺贝尔物理学奖的获得者。
汤姆生用旋转镜法测量了阴极射线的速度,否定了阴极射线是电磁波。
他又通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,得出了阴极射线是带负电的粒子流的结论,测定了这种粒子的比荷,并将其定义为电子。
【问:磁场中的洛伦兹力会做功吗?】答:洛伦兹力永远不做功。
从洛伦兹力的定义式f=bvq来看,f的方向是与v的方向垂直的,在一个微小的时间段内,力f对位移都没有积累,夹角为90°,因此,洛伦兹力在任何情况下都不做功。
【问:什幺是超重和失重?】答:物体有向上的加速度称物体处于超重;反之,如果物体有向下的加速度称物体处于失重;特殊的,当加速度a=g时,n=0,我们称此时物体处于完全失重状态。
要注意,不管物体处于失重状态还是超重状态,其自身重力大小并没有改变。
【问:彻底掌握某个物理考点的办。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
超重和失重力学单位【学习目标】1、知道什么是超重和失重现象。
2、知道产生超重和失重现象的条件。
3、理解等效法在超失重现象中的运用。
4、知道什么是单位制。
5、知道单位制在物理计算中的应用。
【难点重点】对超重和失重现象的正确理解。
【知识精讲】一、超重和失重1、超重:物体有向上的加速度称物体处于超重状态。
处于超重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg。
①超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
②产生超重现象的条件是:物体具有竖直向上的加速度,与物体速度的大小和方向无关。
③产生超重现象的原因:当物体具有向上的加速度a(向上加速运动或向下减速运动)时,设支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F,由牛顿第二定律得F-mg=m a,所以,F =(mg+m a)>mg,由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′>mg。
2、失重:物体有向下的加速度称物体处于失重状态。
处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即F N=mg-m a。
当a=g时,F N=0,即物体处于完全失重。
①失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。
②产生失重现象的条件是:物体具有竖直向下的加速度,与物体速度的大小和方向无关。
③产生失重现象的原因:当物体具有向下的加速度a(向下加速运动或向上做减速运动)时,设支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F。
由牛顿第二定律mg-F=m a,所以F=(mg-m a)<mg, 由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′<mg。
④完全失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,叫做完全失重状态。
⑤产生完全失重现象的条件:当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象。
3、对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力依然不变,只是“视重”改变。
所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数。
例如,人静止在地面上用弹簧秤等称物体时,看到的读数等于物体的实际重力的值,人在竖直向上加速上升的电梯上称物体时,人在弹簧秤上得到的读数大于物体的实际重力;人在竖直向上减速上升的电梯上称物体时,人在弹簧秤上读到的示数小于物体的实际重力。
(2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体是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。
(3)当物体处于完全失重状态下,重力只产生使物体具有a=g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。
(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力,公式分别F浮=ρV排(g+a)或F浮=ρV排(g-a)。
处于完全失重状态下的液体F浮=0,即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力。
4、对超重和失重现象注意以下两点:(1)、在地球表面附近,无论物体处于什么状态,其本身的重力G=mg始终不变。
超重时,物体所受的拉力(或支持力)与重力的合力方向向上,测力计的示数大于物体的重力;失重时,物体所受的拉力(或支持力)与重力的合力方向向下,测力计的示数小于物体的重力。
可见,在失重、超重现象中,物体所受的重力始终不变,只是测力计的示数(又称视重)发生了变化,好象物体的重量有所增大或减小。
(2)、发生超重和失重现象,只决定于物体在竖直方向上的加速度。
物体具有向上的加速度时,处于超重状态;物体具有向下的加速度时,处于失重状态;当物体竖直向下的加速度为重力加速度时,处于完全失重状态。
超重、失重与物体的运动方向无关。
二、关于超重与失重问题的处理方法:超重和失重类问题属于牛顿第二定律的应用,是物体的“视重”(物体对于水平面的压力或对竖直悬挂物的拉力 ) 与物体重力不等的现象,而物体的重力并不改变,因此分析此类问题,只要运用牛顿第二定律,按步骤去解都可解出。
三、力学单位1、单位制的几个概念(1)基本单位:选定的几个基本物理量(力学中选长度、质量、时间)的单位。
(2)导出单位:由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位。
(3)单位制:基本单位和导出单位一起构成单位制。
2、力学中单位制的分类国际单位制(SI制):基本单位分别是m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位),导出单位有m/s、m/s2等等。
3、单位制在物理计算中的应用(1)在计算中已知量均采用国际单位,计算过程中不用再一一写出各个量的单位,只要式子末尾写出所求量的国际单位即可。
(2)物理公式即反应了各物理量间的数值关系,同时也确定了各物理量的单位关系,因此在做题时,可采用单位制来判断结果是否正确,如果单位制不对,结果一定错误。
(3)通常计算中,都采用国际单位制。
【典例分析】例1、原来做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示,现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是( )A、加速上升B、减速上升C、加速下降D、减速下降解析:匀速运动时,地板对物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力可能小于或恰等于最大静摩擦力。
当升降机有向下的加速度时,物体处于失重状态,必然使物体对地板的正压力减小,从而导致最大静摩擦力减小,如果此时最大静摩擦力减至比弹簧的拉力还小,则A就会被拉向右方。
注意题中只要电梯有向下的加速度, A 被拉向右方就有可能,与运动方向无关。
所以,应选B、C。
例2、如图所示A为电磁铁挂在支架C上,放到台秤的托盘中,在它的正下方有一铁块B,铁块B静止时,台秤示数为G,当电磁铁通电,铁块被吸引上升的过程中,台秤的示数将 ( )A、变大B、变小C、大于G,但呈恒量D、先变大,后变小解析:铁块被吸起上升的过程中,由于电磁铁A对B的吸引力越来越大,B做加速度变大的加速上升运动,对整个系统而言,处于超重现象越来越明显的状态(可以认为系统重心也在做a变大的加速上升运动),所以台秤的示数应大于G,且不断变大。
答案选A。
例3、如图所示,一杯子装满水,水面上浮一木块,现使杯和水一起向上做匀加速直线运动,问水面怎样变化?解析:设木块的质量为m,当杯和水一起加速向上升时。
受力如下图示:由牛顿第二定律,得:ρ水V排(a+g)-mg=m a得:V排=当杯和水静止时,由平衡条件,得:ρ水V排′g=mg则V排=故V排=V排′可见,木块静止与加速时,排开水的体积未变,故水面不会上升。
点评:浮力的实质是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,当水杯在竖直方向加速向上运动时,水会处在超重状态,因此,水中某一深处的压强也会相应增大,此时浸在水中的物体受到的浮力应算于排开水的“超重”而不是重力。
例4、一物体在2N的力作用下,产生10cm/s2的加速,求物体的质量?对这道题以下计算中单位的运用正确,简洁而又规范的是()A、B、C、D、解析:在解题中进行数量运算的同时,也要把单位带进运算,带单位运算时,每一个数据均要带上单位,且单位换算要准确,也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示,计算的结果就用国际单位表示,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后正确写出相应的国际单位即可,在备选的四个选中A、C均错,选项B过程正确,但不简洁,只有选项D运算正确,且简洁规范,因此D选项正确。
答案:D。
例5、一列1.2×103t的火车,开动后做匀加速直线运动5min达到54km/h ,若运动阻力为车重的5×10-3倍,求火车的加速度和机车的牵引力(g=10m/s2)解析:在牛顿第二定律公式F=m a中,只有当质量的单位取kg,加速度的单位为m/s2时对应的F的数值的单位才为N,所以在运算以前,应首先将各物理量换算为国际单位制,即火车质量:m=1.2×103t=1.2×106kg火车运动时间:t=5min=300s火车达到的速度:v t=54km/h=15m/s火车受的阻力为:f=5×10-3G =5×10-3×1.2×106×10N=6×104N运动加速度为:a =由牛顿第二定律 F合=m a得:F-f=m a则F=f+m a =(6×104+1.2×106×0.05)N=1.2×105N点评:若已知量的单位不是国际单位制的单位,在代入数量之前必须化为国际制单位,牛顿第二定律才能写成F=m a 的形式,且经换算后的各物理量,在计算时可直接代入数据而不必附带单位,求出的量一定是国际单位制中对应的单位。
例6、如下图质量为M的粗糙斜面上有一质量为m的木块匀减速下滑,则地面受到的正压力应当是 ( )A、等于(M+m)gB、大于(M+m)gC、小于(M+m)gD、无法确定解析:分析M、m运动状态,由m做匀减速下滑,知M,m整体有竖直向上的加速度分量,所以,M,m物体处于超重状态,整体对地面的压力大于(M+m)g,应选B。
点评:①不少问题若直接用牛顿第二定律判断,分析过程很繁琐,而用超重和失重的知识分析,思路却很简捷,看来超重和失重作为一种定性或半定量分析问题方法,不容轻视。
②尽管物体不在竖直方向上运动,只要其加速度在竖直方向上有分量,即a y≠0,则当a y方向竖直向上时,物体处于超重状态,当a y方向竖直向下时,物体处于失重状态。
【巩固练习】1、下列各组单位中全属于基本物理量国际单位的是( )A、N,kg,mB、N,kg,sC、kg,m,sD、m/s,cm,s2、某容器内盛有水,下列那种情况水对空器底部无压力( )A、将盛水容竖直向上抛出在空中运动过程中B、盛水容器自由落下过程中C、将容器斜向上抛出运动过程中D、用手提着使其向上匀加速上升的过程中(A、B、C三种情况均忽略空气阻力)3、升降机内的地板上放一秤,一人站在秤上,用W表示升降机匀速运动时秤的示数,W1和W2分别表示升降机以大小为a的加速度加速上升和减速下降时称的示数,则A、W2<W<W1B、W<W1W<W2C、W<W1=W2D、W>W1 W>W24、如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面,现将一个重4N的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4N物体的存在,而增加的读数是()A、4NB、C、0ND、3N5、在完全失重的条件下,下列仪器还能使用的有( )A、天平B、水银气压计C、电流表D、弹簧秤6、某人站在一台秤上,当他猛地下蹲的过程中,台秤读数(不考虑台秤的惯性)( )A、先变大后变小,最后等于它的重力B、变大,最后等于他的重力C、先变小后变大,最后等于他的重力D、变小,最后等于他的重力7、下列说法正确的是()A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时,处于失重状态B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间处于超重状态D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态8、如图所示,台秤上放一装有水的杯子,通过固定的台秤上的支架,用细线悬挂一个小球,球全部浸没在水中,平衡时台秤的示数为某一数值,今剪断悬线,在球下落但还没有达杯底的过程中,若不计水的阻力,台秤的示数如何变化?9、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体,而在一竖直运动的升降机中,则最多能举起质量为80kg的物体,此时升降机的加速度大小是,其运动性质是,若升降机以此加速度竖直加速上升时,人在升降机内最多能举起质量为kg的物(重力加速度g取10m/s2)10、医院为测定患者的血沉,在医学上有助于病情作出判断。