力学单位课件2.ppt

第六、七节　超重和失重　力学单位 1．如图4－6、7－2所示，重10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20 N，则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为(取g＝10 m/s2)(　　) A．1 N,19 m/s2 B．0,20 m/s2 C．1 N,21 m/s2 D．条件不足，无法计算 【答案】C 2．用30 N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是(　　) A．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2 B．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2 C．v＝4.5 m/s，a＝0 D．v＝7.5 m/s，a＝0 【答案】C 3．如图4－6、7－3所示，小车质量为M，光滑小球P的质量为m，绳质量不计，水平地面光滑，要使小球P随车一起做匀加速运动，则施于小车的水平作用力F是(θ已知)(　　) A．mgtan θ B．(M＋m)gtan θ C．(M＋m)gcot θ D．(M＋m)gsin θ 【答案】B 【解释】对小球受力分析如右图所示， 则mgtan θ＝ma，所以a＝gtan θ. 对整体， F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtan θ. 一、超重和失重 1．超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象，称为超重现象．加速度的方向向上． 2．失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象，称为失重现象．加速度的方向向下． 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)________，称为完全失重现象．加速度为g. 思考：物体处于完全失重时还受重力吗？ 【答案】地球对物体仍然有引力，仍然要受重力． 二、单位制 一个物理公式在确定了相关物理量关系的同时，也确定了物理量的__________关系． 国际单位由__________和___________组成．在力学中，选定____________、________________、________________作为基本单位．力学中的其他单位都可以利用物理公式从这三个基本单位推导出来，叫做___________. 1．产生超重的原因 当物体具有向上的加速度a(向上加速或向下减速运动)时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得F－mg＝ma， 所以F＝m(g＋a)mg. 由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′mg. 2．产生失重的原因 当物体具有向下的加速度a(向下加速或向上减速运动)时，支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为F.由牛顿第二定律可知mg－F＝ma， 所以F＝m(g－a)mg. 由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′mg. 当物体具有向下的加速度a＝g时，则F′＝0，物体处于完全失重状态． 3．超重、失重的分析比较 特别提醒：(1)超重与失重不是重力本身变了，而是物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，若弹力大于重力是超重，反之是失重． (2)从牛顿第二定律可以知道，加速度方向是超失重判断的关键，若加速度方向向上(包括斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(包括斜向下)，物体处于失重状态． (3)利用超失重现象可以依据加速度方向定性的分析弹力的情况，以避免直接列式计算的繁琐． 【例1】 某实验小组，利用DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20 N的物块，如图4－6、7－4甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图象，如图乙．根据图分析得出的结论中正确的是(　　) A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态 B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态 C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 解析：从F－t图象可以看出，0～t1，F＝mg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2，Fmg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，可能静止或匀速运动；t3～t4，Fmg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能做加速向下或减速向上运动．综上分析可知，B、C正确． 答案：BC 题后反思：(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不是运动方向． (2)处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动． (3)处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动． 质量为50 k