3.第三课时超重与失重瞬时问题.pptVIP

第3课时 超重与失重 瞬时问题 考点自清 一、超重和失重 1.超重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况. (2)产生条件:物体具有 的加速度. 2.失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况. (2)产生条件:物体具有 的加速度.;3.完全失重 (1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力) 的情况称为完全失重现象. (2)产生条件:物体的加速度a= . 名师点拨 1.物体超重或失重时,仅是物体对悬挂物的拉力或水平支持物的压力的变化,物体所受的重力并没有变化. 2.物体处于超重状态或失重状态,与物体的速度没有关系,仅由加速度决定.;二、瞬时问题 研究某一时刻物体的 和 突变的关系称为力和运动的瞬时问题,简称“瞬时问题”.“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语:“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等. ; 热点聚焦 热点一 对超重和失重的理解 1.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系,下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.;2.物体处于超重或失重时的运动情况 (1)超重时,物体向上加速或向下减速; (2)失重时,物体向下加速或向上减速. 特别提示 1.物体超重或失重时,加速度方向不一定沿竖直方向,只要加速度有竖直向上的分量就是超重,加速度有竖直向下的分量就是失重. 2.物体超重或失重时,加速度的大小不一定是恒定的.;热点二 瞬时加速度的求解 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意两种模型的建立. 1.中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,且一根绳(或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向.; (2)不可伸长:即无论绳子受力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变. 刚性杆、绳(线)或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型来处理. 2.中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等.;(2)弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力. (3)由于弹簧和橡皮绳受力时,要恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变. ; 题型探究 题型1 瞬时问题 如图1甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.求解下列问题: (1)现将线L2剪断,求剪断L2的瞬间物体的加速度.;(2)若将图甲中的细线L1换成长度相同,质量不计的轻弹簧,如图乙所示,其他条件不变,求剪断L2的瞬间物体的加速度. 思路点拨 求解此题应注意以下两点: (1)其他力改变时,弹簧的弹力不能在瞬间发生突变. (2)其他力改变时,细绳上的弹力可以在瞬间发生突变. 解析 (1)当线L2被剪断的瞬间,因细线L2对球的弹力突然消失,而引起L1上的张力发生突变,使物体的受力情况改变,瞬时加速度沿垂直L1斜向下方,为a=gsinθ.; (2)当线L2被剪断时,细线L2对球的弹力突然消失,而弹簧的形变还来不及变化(变化要有一个过程,不能突变),因而弹簧的弹力不变,它与重力的合力与细线L2对球的弹力是一对平衡力,等值反向,所以线L2剪断时的瞬时加速度为a=gtanθ,方向水平向右. 答案 (1)a=gsinθ,垂直l1斜向下方 (2)a=gtanθ,水平向右;变式练习1 在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1 kg的小球, 小球与水平轻弹簧及与 竖直方向成θ=45°角的 不可伸长的轻绳一端相连, 如图2所示.此时小球处于 静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10 m/s2.求: (1)此时轻弹簧的弹力大小为多少？ (2)小球的加速度大小和方向？ (3)当剪断弹簧的瞬间小球的加速度为多少？;解析 (1)因此时水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有断时受到绳的拉力T和弹簧的弹力F作用而处于平衡状态,依据平衡条件得 竖直方向有:Tcosθ=mg,水