山东省聊城市第四中学2014年高中物理 4.3 牛顿第二定律的综合应用学案 新人教版必修1.doc

山东省聊城市第四中学高中物理 4.3 牛顿第二定律的综合应用学案 新人教版必修1 【学习目标 1．2．理解超重、失重的概念，并能解决有关的问题 3．掌握应用牛顿运动定律分析问题的基本方法和基本技能 【知识要点】 一、超重、失重和视重 1．超重现象：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称为超重现象。 产生超重现象的条件是物体具有 的加速度。与物体速度的大小和方向无关。 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，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＝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（或对悬挂物的拉力）F ′＞mg. 2．失重现象：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称为失重现象。 产生失重现象的条件是物体具有 的加速度，与物体速度的大小和方向无关. 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，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＝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（或对悬挂物的拉力）F ′＜mg. 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. 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。 点评：（1）在地球表面附近，无论物体处于什么状态，其本身的重力＝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，好像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 例3．如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的，即a=g，则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？ 例5．一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力. 牛顿第二定律的综合应用 【训练题】 1．下列实例属于超重现象的是 ( ) A． 汽车驶过拱形桥顶端 B． 荡秋千的小孩通过C． 跳水运动员被跳板弄起，离开跳板向上运动 D． 火箭点火后加速升空 2.3．下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是 A．用天平测量物体的质量 B．用弹簧秤测物体的重力 C．用温度计测舱内的温度 D．用水银气压计测舱内气体的压强 4．在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＜W1 B．W＜W1 W＜W2 C．W＜W1=W2 D．W＞W1 W＞W2 5．如图4，在光滑的水平桌面上有一物体A，B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，，A的加速度大小等于（ ） A．3g B．g C．3g/4 D．g/2 6．如图7所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A 处于静止状态，若小车以1m/s2的加速度向右运动后（m/s2），则（ ） A．物体A相对小车仍然静止 B．物体A受到的摩擦力减小 C．物体A受到的摩擦力大小不变 D．物体A受到的弹簧拉力增大 9．质量为200 kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升。运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示，求升降机在7s钟内上升的高度（取g＝10 m/s2） 10．如图10所示，质量为m=1kg的小球穿在固定的直杆上，杆与水平方向成30°，球与杆间的动摩擦因数，当小球受到竖直向上的拉力F=20N时，小球沿杆上滑的加速度为多少。（m/s2） 11．静止在水平地面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s末它的速度达到4m/s，此时将F撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求