2010届高三物理超重和失重.pptVIP

湖南长郡卫星远程学校 制作06 2009年下学期 动态过程分析 超重、失重 要点回顾 1.物体m对水平支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为__________现象；此情况说明系统的加速度a是_________的，可对应多种运动情况，如：__________或___________。 2.物体m对水平支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为___________现象；此情况说明系统的加速度a是___________的，可对应多种运动情况，如___________或________。 3.物体m对水平支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为______现象；此情况说明系统的加速度a=_____，可对应多种运动情况，如：___________或_________。 4.无论是超重还是失重现象，实际上物体的重力依然存在，只是“视重”发生变化。 利用等效重力场的观点来解决超重、失重问题的方法 所谓等效重力场的观点最早是由大科学家爱因斯坦提出来的，简单说就是：当某个空间存在向上(超重)或向下(失重)的加速度时，这个空间可以等效成重力加速度变大(超重)或重力加速度变小(失重)的空间。在这个空间里，所有的重力现象都和地球上一样，只不过是重力加速度变大(变小)了。这种观点可以使我们解决相关物理问题变得很方便，下面举例说明： 释难解惑 在地球上，我们对和重力有关的力学现象了解得已经很透彻了，这种等效的观点可以把一些比较困难的问题变成我们很熟悉的问题。 例如：一个装有水的容 器放在电梯地板上，一木块 浮在水面上，如图。电梯从 静止以加速度a匀加速上升， 待木块稳定后，求没入水中 的木块体积比电梯静止时有何变化？ 当电梯加速上升时，加速度向上，电梯处于超重状态，电梯里的环境等效于重力加速度g=g+a的重力场，在这个“新重力场”中，我们看到：木块稳定后处于漂浮状态，有G=F浮,展开有mg=ρgv排，整理后有：m=ρv排; 同理，电梯静止时，有m=ρv排 ，其中m、ρ与重力场无关，所以有m=m，ρ=ρ，v排= v排，即没入水中的木块体积不发生变化。 又例如：电梯内有 一倾角为θ的光滑斜面， 斜面长x，一物体从斜 面顶端由静止开始下滑， 如图。试比较当电梯静 止时与电梯匀减速向上运动时，物体滑到底端所用时间有何不同？ 1.动态过程分析 [例1]如图所示。 弹簧左端固定，右端 自由伸长到O点并系 住物体m。现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则( ) m O A B 讲练互动 A. 物体从A到O 先加速后减速 B. 物体从A到O 加速运动，从O到B减速运动 C. 物体运动到O点时所受合力为零 D. 物体从A到O的过程加速度逐渐减小 m O A B [变式练习]有一电梯做 匀速运动，具有一定质量 的木块A静止在地板上，被 处于水平伸长状态的轻弹 簧拉住，如图所示。现发现木块突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，以下说法中正确的是( ) A. 电梯可能向上做减速运动，木块处于失重状态 B. 电梯一定向上做加 速运动，木块处于超重状态 C. 电梯可能向上做加 速运动，木块处于超重状态 D. 电梯可能具有向下的加速度，木块处于失重状态 2.瞬时状态分析 [例2]一根劲度系数为k， 质量不计的轻弹簧，上端固 定，下端系一质量为m的物 体，有一水平板将物体托住， 并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。 [变式练习]细绳 拴一个质量为m的小 球，小球将固定在墙 上的弹簧压缩x，小 球与弹簧不粘连。如图所示，将细线烧断后( ) A. 小球立即做平抛运动 B. 小球的加速度立即为g C. 小球离开弹簧后做匀变速运动 D. 小球落地过程中重力做功mgh 3.超重、失重 [例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 [变式练习]直升机悬 停在空中向地面投放装有 救灾物资的箱子，如图所 示，设投放初速度为零， 箱子所受的空气阻力与箱 子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是( ) A. 箱内物体对箱子 底部始终没有压力 B. 箱子刚从飞机上 投下时，箱