课件15张PPT。牛顿第二定律数据处理得:a ∝F实验结论:当m一定时,a和F成正比即1、质量m一定,加速度a与力F的关系◆回忆上节课所探究的内容2、力F一定,加速度a与质量m的关系数据处理得:m◆回忆上节课所探究的内容知识形成当取k =1,此时关系式可简化为:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。F =ma此即为牛顿第二定律的数学表达式。a=F/m 其实物体往往不止受到一个力的作用,物体受几个力作用时,牛顿第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力,这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为: 物体的加速度跟物体所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。即
F合 = ma关于牛顿第二定律的说明:1.矢量性:(a与F合方向相同)2.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体,即研究对象统一性)3、理解: 1)同体性:F、m、a 是对于同一个物体 而言的。2)瞬时性:a与F合是瞬时对应关系同时产生同时消失同时变化a、F合3)矢量性:a、F合都是矢量注意:a的方向与F合方向一定相同v的方向与F合方向不一定相同若v、F合的方向相同,物体做加速运动
若v、F合的方向相反,物体做减速运动前面第一章我们已学过:a、v同向,加速; a、v反向,减速
a的方向与F合方向一定相同
所以,我们可得出这样的结论:小试牛刀: 如图所示,质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦因数为μ=0.20。现对它施加一向右与水平方向成37°、大小为20N的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运动的加速度大小。解:对物体受力分析mgFNfFxFy随堂练习: 1.从牛顿第二定律公式m=F/a可得,对某一物体来说,它的质量 ( ) A.与外力成正比 B.与合外力成正比 C.与加速度成反比 D.与合外力以及加速度都无关D 2.当作用在物体上的合外力不等于零时 ( ) A.物体的速度将一定越来越大 B.物体的速度将一定越来越小 C.物体的速度将有可能不变 D.物体的速度将一定改变D随堂练习:练习、下列说法中正确的是( )
A.同一物体所受合外力越大,加速度越大。
B.同一物体所受合外力越大,速度越大。
C.物体的加速度大小不变一定受恒力作用 若v、F合的方向相同,物体做加速运动
若v、F合的方向相反,物体做减速运动
所以,合外力越大时,速度有可能变大,
有可能变小。所以,B说法错误练习 、下列说法中正确的是( )
A.同一物体所受合外力越大,加速度越大。
B.同一物体所受合外力越大,速度越大。
C.物体的加速度大小不变一定受恒力作用 加速度是矢量,其方向与合外力方向一致。加速度大小不变,若方向发生变化时,合外力方向必然变化,则为变力。C说法错。A从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?答:没有矛盾,由公式F合=ma看,F合为合外力,无论怎样小的力(F≠0)都可以使物体产生加速度,这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时,物体仍静止,说明合外力为零。由受力分析可知F提+F支-mg=0。讨论技能升华1.确定研究对象.
总结2.分析物体的受力情况和运动情 况,画出研究对象的受力分析图.3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.
4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.课件11张PPT。牛顿第二定律 质量是物体惯性大小的量度。1.物体运动状态改变的含义是什么? 2.使物体运动状态发生改变的原因是什么?3.惯性的大小表达了物体运动状态改变的难易程度。 物体运动状态的改变就是指速度发生了变化,即物体产生加速度。 力是改变物体运动状态的原因,
即:力是产生加速度的原因.4、实验结论:(1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,
跟物体的质量成反比。(2)数学表达式:F=kma等式:当各物理量均选国际单位时,k=1(3)1N定义:使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力
叫做1N。F=ma牛顿第二定律: 物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同。牛顿第二定律更一般的表述:1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中,哪些是矢量,哪些是标量?m 是标量,F 和 a 是矢量。2、这两个矢量的方向关系是怎么样? “力是产生加速度的原因”,即物体受力方向决定物体的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。理解牛顿第二定律要注意:4.独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与之对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各分加速度叠加的结果。1.同体性:公式中F、m、a必须是同一研究对象2.矢量性:加速度a的方向与合外力F合方向相同3.瞬时性: (a和合外力F是瞬时对应关系)
a与F合 同时产生,同时消失,同时变化小结:1.加速度a与F的关系:物体质量一定时,加速度a与合外力F合成正比.2.加速度a与m的关系:物体受合外力一定时,加速度a与m成反比牛顿第二定律1.内容:物体加速度与合外力F合成正比。与质量m成反比,加速度方向与合外力方向相同。2.公式: F合=ma3.注意点:同体性,矢量性,瞬时性,独立性 答:没有矛盾,由公式F合=ma看,F合为合外力,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时,物体仍静止,说明合外力为零。例2、一辆小汽车的质量 m1=8.0×102kg ,所载乘客的质量是 m2=2.0×102kg ,用同样大小的牵引力,如果不载人时小汽车产生的加速度是a1=1.5 m/s2,载人时产生的加速度a2是多少(忽略阻力) 由牛顿第二定律: F = ma 可知牵引力的大小
F = m1 a1
= 8.0×102× 1.5 N
=1.2× 103N 由于载人和不载人时牵
引力是同样大的,故:例3、一个物体质量是2kg,受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用,这个物体产生的加速度是多大?解:直接求F1和的F2合力,然后用牛顿第二定律求加速度。
由平行四边形定则可知, F1、 F2、F合 构成了一个等边三角形,故 F合 =10 N
a = F合 /m =10/2
m/s2= 5 m/s2 加速度的方向和合力方向相同。课件20张PPT。牛顿第三定律
学习重点:
1.知道力的作用是相互的,掌握作用力、反作用力。
2.掌握牛顿第三定律,并用它分析实际问题。
3.区别平衡力与相互作用力。一、作用力与反作用力 我们知道,力是物体对物体的作用。
物体间力的作用是相互的。
只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体。实 例观察和实验表明:1、两个物体之间的作用总是相互的。
2、一个物体对另一个物体施加了力,则受力物体一定同时对施力物体施加了一个力。
也就是说力总是成对出现的。
3、物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。人所受重力的反作用力?人吸引地球的力手给桌面的压力的反作用力?桌面给手的支持力对作用力与反作用力的认识作用力与反作用力哪个先产生呢?结论1) 作用力与反作用力同时存在,同时消失。并且力的性质相同结论2)作用力与反作用力大小相等。
即 F = - F’ 作用力与反作用力的大小关系?对作用力与反作用力的认识问题作用力和反作用力的大小关系?实验 用手拉弹簧秤A,可以看到两个弹簧秤的指针同时运动,且两个弹簧秤的示数是相等的,改变手拉弹簧的拉力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等。注意观察:
(1)大小关系
(2)是同时变化的吗? 作用力和反作用力大小相等,
方向相反,作用在一条直线上;
且同时产生、同时消失,
分别作用在两个物体上;
力的性质相同。
关系式 F=-F’总结: 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。牛顿第三定律这就是牛顿第三定律。生活实例作用力与反作用力的关系1、作用力与反作用力分别作用在两个物体上,各自产生的效果不能相互抵消。
2、作用力与反作用力性质相同。(同性质) 如:引力的反作用力一定是引力,弹力的反作用力一定是弹力,摩擦力的反作用力一定是摩擦力。3、作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。(同时性)
4、作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,并作用在一条直线上。
5、这种关系与物体的运动状态无关。 既然作用力与反作用力大小相等,为何拔河时一方会被另一方拉过来呢?=问题思考: 1、“甲、乙两队拔河,甲胜,刚才甲队对乙队的作用力大于乙队对甲队的作用力。”这种说法对吗? 2、如何理解以卵击石的结果?平衡力:作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,这两个力叫做平衡力。 3、一对平衡力与一对相互作用力相同吗?问题思考:等值、反向、在同一直线作用在两个物体上作用在一个物体上效果不能叠加和抵消,不能求合力, 表现在两个物体上效果可以叠加或抵消,能求合力,表现在一个物体上性质相同性质不一定相同具有同时性不一定具有同时性不 同 点相同点作用力与反作用力和平衡力的区别将一个电灯悬挂在天花板上作用力与反作用力平衡力绳对灯的拉力灯的重力 练习1. 如图,画出灯的受力示意图,并指出相应的作用力与反作用力。灯对绳的拉力人受到的地面施加的摩擦力地面受到的人施加的摩擦力练习2.走动的那个小朋友与地面有几对作用力和反作用力?人受到的地面施加的支持力地面受到的人施加的压力
站着那个呢?分析:
F与F? 是一对相互作用力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。这一点毫无疑问。
车能否加速跑,取决于车所受的力:马对车的力F和地面对车的摩擦力Ff。车能加速跑是因为F大于Ff。马拉车的力大于车拉马的力吗?FF?Ff练习3.作业布置:阅读学习《多学一点》P.65:
《用DIS验证物体间的相互作用》。
阅读学习《STS》P.66
完成《家庭作业与活动》P.66课件25张PPT。牛顿第三定律1.作用力与反作用力
(1)两个物体相互接触时,如果一个物体施力于另一个物体,另一个
物体 也反过来对前一个物体 .
(2)物体间的 ,叫作用力和反作用力.同时施力相互作用力 2.实验探究小结
如下图所示,把两个弹簧测力计A和B联结在一起,用手拉弹簧A.结果发现,两个弹簧测力计的示数是 的.改变手拉弹簧的力,弹簧测力计的示数也都随着 ,但两个示数总 ,这说明作用力和反作用力大小 ,方向相反.
相等变化相等相等 3.牛顿第三定律
(1)牛顿第三定律的表述:两个物体之间的作用力和反作用力总
是 .
(2)牛顿第三定律的数学表达式: (负号表示反作用力F′与
作用力F的方向相反).大小相等、方向相反、作用在同一直线上F=-F一、为什么说力的作用总是相互的?
● 要点梳理
(1)力是物体间的相互作用,作用在物体上的力都来自其他物体.每当一个物体对另一个物体施加作用力时,另一个物体也对这个物体施加作用力,所以单个孤立的力是不存在的.如果把两个物体间相互作用的两个力中的一个力叫做“作用力”,则另一个力就叫做“反作用力”.我们可以把这两个力中任何一个力叫做“作用力”,而将另一个力叫做“反作用力”,这里所谓的作用和反作用并非指原因和结果,而仅指同时的相互作用.如马拉车时,车同时也拉马;人用头顶足球时,足球被顶飞,人的头也被碰得感到疼痛.
(2)大量的实例表明,任何性质的力的作用都是相互的,也就是说,任何物体是施力物体的同时也是受力物体,两个物体间相互作用的这一对力,叫做作用力和反作用力. (3)相互作用的一对力,可任选其中一个力称为作用力,则另一个力就是反作用力.
(4)一对作用力和反作用力的性质总是相同的,即:作用力是弹力;则其反作用力一定也是弹力;作用力是摩擦力,其反作用力也一定是摩擦力.(以后学习以上各种性质的力)二、牛顿第三定律
● 要点梳理
(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同—条直线上.
(2)牛顿第三定律阐明了相互作用的物体之间的作用力和反作用力的关系,因而,应用牛顿第三定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析,为我们提供了一个对物体受力分析的新途径.
● 重点解读
(1)作用力和反作用力的相互依赖性.它们相互依存,以对方作为自己存在的前提.
(2)作用力和反作用力的同时性.它们同时产生,同时变化,同时消失,而不是先有作用力后有反作用力.
(3)作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属于同种性质的力.
(4)作用力和反作用力的不可叠加性.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消.三、一对作用力和反作用力跟一对平衡力的比较
● 疑点辨析
相互作用力与平衡力的比较【巧记方法】 作用力与反作用力的关系可巧记为“四同、三异、三无关”:
(1)四同:同大小、同性质、同直线、同生同灭;
(2)三异:异方向、异作用点、异效果;
(3)三无关:与物体形态无关、与物体运动状态无关、与其它力无关.作用力与反作用力的概念的理解 关于作用力与反作用力,有以下叙述,正确的是( )
A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个不同物体上的两个力,必定
是一对作用力与反作用力
B.凡是大小相等、方向相反、且作用在同一物体上的两个力必定是一对作
用力与反作用力
C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个相互作
用的物体上的两个力,必定是一对作用力与反作用力
D.相互作用的一对力中,究竟称哪一个力为作用力,是任意的【解析】 作用力与反作用力只能发生在两个相互作用的物体之间,发生
“相互作用”是产生作用力与反作用力的根本条件.作用力与反作用力的基
本特点是“大小相等、方向相反、在同一条直线上,但作用点分别在不同物
体上”.因而A、B选项错误,C选项正确.作用力与反作用力是互为相称
的,没有严格的区分,因而D答案正确.
【答案】 CD
【解题关键】 (1)两个物体发生相互作用,是产生作用力与反作用力的根
本条件.
(2)作用力与反作用力的特点是“等值、反向、共线、异体”. 公元2003年10月15日9时50分,地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心,用“长征”Ⅱ号F型火箭发射了“神舟五号”载人航天飞船,杨利伟代表中国人民成功地登上太空,下面关于飞船与火箭上天的情形,下列叙述中正确的是( )
A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而
让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得
飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获
得前进的动力
D.飞船进入运动轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力【解析】 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一
对相互作用的物体.火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的
反作用力,即为火箭上升的推动力.此动力并不是由周围的空气对火箭的
反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关.故而B、C
选项错误,A选项正确.
火箭运载飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在相互吸引力,即地球
吸引飞船,飞船吸引地球,这就是一对作用力与反作用力.故D选项正确.
【答案】 AD作用力和反作用力与平衡力的区别 物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力【解析】 物体和桌面受力情况如右图所示.
对A选项,因物体处于平衡状态,且N与G作用于同一物体.因此,N和G是
一对平衡力,故A正确.
对B选项,因作用力和反作用力分别作用在两个物体上,故B错.对C选项,
因压力是弹力,而弹力与重力是性质不同的两种力,故C错.
对D选项,由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的,因此N
与N′是一对作用力和反作用力,故D错.
【答案】 A
【规律总结】 (1)作用力和反作用力的关系可概括为:“四同,三不同”.
“四同”是指:①大小相同;②同生、同灭、同变化;③性质相同;④在同
一直线上.
“三不同”是指:①方向不同;②作用在不同的物体上;③作用效果不同.
(2)两个力是否为平衡力,首先要看这两个力是否作用在同一个物体上.分析
是否是作用力与反作用力,首先要看这两个力是否作用在两个物体上,这两
个力是否是相互作用而产生的. 如右图所示,用质量不计的轻绳L1和L2将
M、N两重物悬挂起来,则正确的是( )
A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力
B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力
C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平衡力
D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力
【解析】 对M受力分析,它受到重力、L1拉力、L2拉力作用,因此,L1对
M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力;作用力和反作用力作用在相互
作用的两个物体之间,而B答案中有三个物体:M、N、L2,显然是不正确
的;平衡力必须作用在同一个物体上,L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作
用在M和L1上,显然不是平衡力,故只有D正确.
【答案】 D2-1 如右图所示,一个大人甲跟一个小孩乙站在水平
地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了,对这个
过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是( )
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中,大人的力才比小孩的力大,在可能
出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大【指点迷津】 作用力和反作用力总是大小相等,大人与小孩手拉手比力气
时,无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中,大人拉小孩的力与
小孩拉大人的力的大小总是相等的,所以说法B、C正确,故选A、D.
既然大人拉小孩与小孩拉大人的力一样大,大人为什么能把小孩拉过来呢?
关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同,如题图所示,分别画出两者在水
平方向上的受力情况,显然,只有当F′甲>F′乙时,小孩才会被大人拉过来,如
果让大人穿上溜冰鞋站在水泥地面上,再比力气时,小孩就可以轻而易举地
把大人拉过来.
【答案】 AD 牛顿第三定律在力的求解中的应用
高考常在综合题中考查牛顿第三定律,如不方便直接求出某一个力时,可以先求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律求出此力.如右图所示,A、B的重力分别为200 N、50 N,
定滑轮光滑,物体均处于静止状态,
求:A对地面的压力;【解析】 本题中直接求A对地面的压力无从下手,我们可以先求地面对A的支持力,再由牛顿第三定律求A对地面的压力
设绳的拉力为T,以B为研究对象,由二力平衡知识得:
T=GB=50 N设地面对A的支持力为N,A受力如右图,由力的平衡条件得:
T+N=GA
∴N=GA-T=200 N-50 N=150 N
由牛顿第三定律得,A对地面的压力的大小:
N′=N=150 N
【答案】 150 N1.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
A.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车拉马的力
B.从井里将水桶提上来,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C.不论电梯是加速、匀速还是减速上升,人对电梯底板的压力和底板对人
的支持力总是大小相等的
D.作用力与反作用力等大反向合力为零
【解析】对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的大小一定相
等,故马拉车的力等于车拉马的力,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力,
人对电梯底板的压力等于底板对人的支持力,A、B错,C对;作用力与反
作用力等大、反向,但作用在不同的物体上,各自产生不同的效果,不能求
合力,D错.
【答案】 C2.如右 图,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上,
静止不动,下列说法中正确的是( )
A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力,是一对平衡力
C.作用力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
【答案】 BD3.“嫦娥一号”的成功发射,一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列,
另一方面“嫦娥一号”的发射也带动了高科技的发展.目前计算机的科
技含量已相当高,且应用于各个领域各个方面.如下图,是利用计算机
记录的“嫦娥一号”发射时,火箭和地面的作用力和反作用力变化图线,
根据图线可以得出的结论是( )A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D.牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
【答案】 B4.利用牛顿第三定律,有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风
扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆
受力而向前运动,如下图所示.对于这种设计,下列分析中正确的是( )A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律
D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律
【答案】 C课件35张PPT。超 重 和 失 重看视频录象(1)(2)(3)思考:
(1)飞船中的费俊龙是不是不受重力作用?(2)什么是超重现象、失重现象?(3) 我们生活中经历过哪些超重和失重的现象? (4)谈谈超重和失重时的感觉。 (5)产生超重和失重的条件是什么?1、弹簧秤下挂一重物G保持静止时,观察弹簧秤示数F=G2、静止开始向上运动瞬间,F G。
向上运动到突然停止瞬间,F G。
静止开始向下运动瞬间,F G。
向下运动到突然停止瞬间,F G。实验探究>><<重物重1N,弹簧秤拉着重物做加速度大小为2m/s ,加速度方向向上的匀变速运动。试根据牛顿运动定律分别计算重物在运动过程中弹簧秤的示数是多少? 由牛顿第二定律得:F合 = m a故:F = G + m a由牛顿第三定律可知:物体对弹簧秤的拉力F’ = F =1.2N总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的情况称为 。理论分析2a又 F合= F — G超重现象即弹簧秤的示数是1.2N=1.2N重物重1N,弹簧秤拉着重物做加速度大小为2m/s ,加速度方向向下的匀变速运动。试根据牛顿运动定律分别计算重物在运动过程中弹簧秤的示数是多少? 由牛顿第二定律得:F合 = m a故:F = G — m a =0.8N由牛顿第三定律可知:物体对弹簧秤的拉力F’ = F =0.8N总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的情况称为 。理论分析2a又 F合= G — F失重现象即弹簧秤的示数是0.8N在电梯中,对物体m来说,哪几种发生超重现象?哪几种发生失重现象?m甲乙丙丁NG 超重NG 超重 总结:物体具有竖直向上的加速度,即处于超重状态;物体具有竖直向下的加速度,即处于失重状态。与运动的方向无关。vamvamavm总结具有向上的加速度 F> G具有向下的加速度 F < G 当弹簧秤和重物以向下的加速度 a = g 竖直加速下降时,物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为 ,这就是“ ”现象。 解:当杯子自由下落时,杯中的水处于完全失重状态,水的内部没有压力,故水不会喷出。但杯子中水的重力仍然存在,其作用效果是用来产生重力加速度。 一个盛满水的杯子底部有一小孔,静止在手中时,水会喷射而出;如果突然松手,让杯子自由下落时,会发生什么现象?为什么?g理论分析完全失重零超重和失重现象的应用g 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向,不改变速度大小。航天飞机中的人和物都处于 状态。完全失重a=a=a=在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用!弹簧测力计无法测量物体的重力,但仍能测量拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造泡沫金属当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗当代悟空翻跟斗课件23张PPT。超重与失重示重(视重)
物体对水平支持面
物体对竖直悬绳的压力或拉力示重?
超重
失重
完全失重的压力或拉力物体对水平支持面
物体对竖直悬绳变大变小为零示重变?学生分组实验实验用具:弹簧秤、钩码注意事项:①钩码的重量不超过弹簧秤的最大量程
②观察弹簧秤的指针是否指在零刻线上
③称量钩码重量的时候要使钩码保持静止第一步:测量钩码的重量 弹簧秤下挂一钩码,开始时使钩码处于静止状态,而后快速向上提拉弹簧秤使钩码向上运动。观察弹簧秤示数的变化。第三步: 弹簧秤下挂一钩码,开始时使钩码处于静止状态,而后让弹簧秤和钩码一起向下做加速运动。观察弹簧秤示数的变化。第二步
思考问题:⒈ 在实验中,弹簧秤的示数会发生
什么样的变化? ⒉ 为什么会发生这样的现象?实验结果: 第二步操作中,在钩码向上加速的过程中,弹簧秤的示数变大了。 第三步操作中,在钩码向下加速的过程中,弹簧秤的示数变小了。研究F 与 a 的关系以加速度方向为正方向牛顿第二定律F – G = maF > GG – F = maF < G超重条件
失重条件
完全失重条件
当物体具有当物体具有当物体具有向上的加速度时向下的加速度时向下的加速度时
且a=g时aaa=g示重变?物体静止 a = 0 示数不变
匀速运动加速上升 a 向上 示数变大
减速下降 加速下降 a 向下 示数变小
减速上降示数的变化和加速度有关弹簧秤的示数钩码对弹簧秤拉力的大小同学找了一个用过的易拉罐做实验,他在靠近罐底的侧面打了一个洞,用手指按住洞,在里面装上水,再某把它悬挂在电梯的天花板上,当电梯不动时,他移开手指,水就从洞喷出来;当电梯加速上升时,下列现象中实际出现的是 ( )
A、 水继续以相同速率喷出
B、 水将不再从孔中喷出
C、 水以更大的速率喷出
D、水以较小的速率喷出小实验:C太空站的完全失重环境中,下列仪器哪些可以使用。( )
A、 水银温度计
B、 体重计
C、 打点计时器
D、天平
E、 连通器
F、 水银气压计
G、密度计
H、 弹簧秤ACH
一、超重现象
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)大于物体的重力的情况
F=mg+ma F>mg
二、失重现象
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)小于物体的重力的情况
F=mg+ma F>mg
三、完全失重现象:
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)等于零的这种状态,叫做完全失重。
F=0
小结 某人站在一台秤上,当它猛地下蹲的过程中,台秤读数(不考虑台秤的惯性)A. 先变大后变小,最后等于他的重力;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.习题 1.C 质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机作下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10m/s)
(1).升降机匀速上升
(2).升降机以4米每二次方秒的加速度
加速上升
(3).升降机以5米每二次方秒的加速度
加速下降习题 2.600 N840 N300 N习题 3.
“和平”号空间站的自然舱中进行的种子萌芽和生长实验发现,根、茎的生长都失去了方向性,这是因为………………………………………( )
A. 空间站中无太阳光
B. 实验的种子及营养液中缺少生长素
C. 完全失重的环境
D. 宇宙射线辐射造成的 C习题 4.
一名学生为了体验超重和失重的感觉,从一楼乘电梯到十五楼,又从十五楼下到一楼,他的感觉是……………………………………………( )
A. 上楼时先超重,然后正常
B. 上楼时先失重,然后正常,最后超重
C. 下楼时先失重,然后正常
D. 下楼时先失重,然后正常,最后超重D习题 5.
在杯底固定一个弹簧,上端系一密度小于水的木球,然后在杯中装水,使木球全部浸没入水中,此时弹簧长L,(如图)现令杯从高处自由下落,弹簧的长度为L1,则( )
A. L>L1
B. L=L1
C. LD.无法比较L和L1的长短C习题 6.
2001年1月,我国又成功进行“神舟二号”宇宙飞船的航行,失重实验是至关宇宙员生命安全的重要实验,宇宙飞船在下列哪种状态下会发生失重现象…………( )
A. 匀速上升
B. 匀速圆周运动
C. 起飞阶段
D.着陆阶段 BD习题 7.
如图所示,升降机内的水平桌面上,用轻弹簧连接一个质量为m的物体,当升降机以速度V向下做匀速运动,把弹簧拉长X时,物体恰好能在桌面上静止,若突然发现物体向右运动,则升降机的运动可能是……………………………………( )
A. 保持原来匀速运动
B. 向下做加速运动
C. 向上做加速运动
D.已停止不动B课件21张PPT。【典例1】(2010·滨州高一检测)关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动需要力来维持【思路点拨】解答此题要把握以下三点:【自主解答】选B.牛顿第一定律强调了物体在不受力的情况下的运动规律,也说明了在受力时运动状态的改变,但自然界中不受力的物体是不存在的,故A错误;惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质,惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律,故C错误;由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,但要改变物体的运动状态,则必须有力的作用,B正确,D错误.【变式训练】(2010·宁波高一检测)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据
B.牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法
D.由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用【解析】选C.牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理推广总结出来的,但无法用实验来验证,故A、B错误;理想实验的思维方法与质点概念的建立相同,都是突出主要因素,忽略次要因素的科学抽象的思维方法,故C正确;物体静止时不受外力或合外力为零,故D错误.【典例2】关于物体的惯性,下列说法中正确的是
A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性【标准解答】选C.一切物体都具有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,惯性是物体本身的一种属性,与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关,故A、D选项错误;静止的火车启动时,速度变化缓慢,是因为火车的质量大,惯性大,而不是因为静止的物体惯性大,B选项错误;乒乓球可以快速抽杀,是因为其质量小,惯性小,在相同的力的作用下,运动状态容易改变,故C选项正确.【变式训练】下列现象中不能用惯性知识解释的是
( )
A.跳远运动员的助跑速度越大,跳远成绩往往越好
B.用力将物体抛出去,物体最终要落回到地面上
C.子弹离开枪口后,仍能继续高速向前飞行
D.古代打仗时,使用绊马索能把敌方飞奔的马绊倒【解析】选B.跳远运动员助跑后跳起,由于惯性仍保持向前的运动状态,故速度越大,向前冲出的距离越远,成绩越好;抛出去的物体最终落回到地面上,是由于重力作用,与惯性无关;子弹离开枪口后,由于惯性,仍沿原来方向高速飞行;敌方飞奔的马,遇到绊马索后,马腿被绊住,但马的上身由于惯性仍保持向前的运动,结果被绊倒在地.【典例3】科学思维和科学方法是我
们认识世界的基本手段.在研究和解
决问题过程中,不仅需要相应的知识,
还要注意运用科学方法.
理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个理想实验,如图所示,其中有一个是经验事实,其余是推论.①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_____
(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论,下列关于事实和推论的分类正确的是
A.①是事实,②③④是推论
B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论
D.④是事实,①②③是推论【思路点拨】伽利略的理想实验是在实验事实的基础上经过合理的想象和推理,从而得出结论.
【标准解答】本题再现了伽利略理想实验法,即在可靠的物理事实的基础上进行科学合理外推,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确结论.其正确顺序为②③①④,其中②是事实,①③④是合理外推.
答案:②③①④ B课件12张PPT。牛顿第一定律 运动学:在力学中,只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科,叫运动学。
动力学:研究运动和力的关系的分科,叫动力学。一、牛顿第一定律 物体运动状态的改变牛顿1、历史的回顾 A.亚里士多德的观点:
力推物动,力撤物停
讨论:物体怎样才能运动?伽利略B.伽利略的观点:
运动不需力来维持,力是改变速度的原因
伽利略的斜面实验(理想实验)伽利略理想实验理想实验=可靠事实+理论思维C.笛卡儿的观点:
没有其他原因,物体做匀速直线运动D.牛顿的观点:2.牛顿第一定律:
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。 A.惯性:
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。惯性是物体的固有属性。B.意义:
牛顿第一定律所描述的是物体不受外力时的运动规律,正确揭示了运动和力的关系.3.物体运动状态的改变A 什么是物体运动状态的改变?运动状态由V决定,V发生了变化,就说物体的运动状态发生了变化。由于V是一个矢量,运动状态的变化有以下的几种情况:
(1)V的大小变,方向不变。
(2)V的方向变,大小不变。
(3)V的大小和方向均变。B.力是使物体运动状态发生变化的原因。力是使物体产生加速度的原因。示例分析C.质量是物体惯性大小的量度小 结牛顿第一定律
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。
力是使物体产生加速度的原因。
质量是物体惯性大小的量度。
课件46张PPT。第6章第3节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三第1部分 1.两物体间的任何性质的作用力总是相互的,
物体间的这一对力叫作用力和反作用力,
其中任意一个叫作用力,另一个叫反作
用力。
2.作用力与反作用力有“三同”和“三不同”,
“三同”是大小相同、性质相同、产生、存在、消失的时间相
同,“三不同”是指方向不同、作用对象不同、作用效果不
同。 3.作用力和反作用力与平衡力不同,最明
显的区别是作用对象不同,作用力、反
作用力作用在两个不同的物体上效果不
能抵消,平衡力作用在同一物体上效果
可以抵消。[自学教材] 1.定义
力的作用总是 ,物体间的这一对相互作用力叫做作用力和反作用力。把其中的任意一个力叫做作用力,则另一个力就叫做反作用力。
2.相互性
如果一个物体施力于另一个物体,另一个物体 也会反过来对前一个物体施加力的作用。相互的同时[重点诠释] 对作用力、反作用力的理解
①任何一个施力物体,同时也是受力物体,无论两个物体是否接触,作用力和反作用力总是成对出现,作用在不同的物体上,永远不能相互抵消。
②一对作用力与反作用力总是同种性质的力。
③所谓作用力和反作用力是人为命名的,究竟哪个力为作用力,哪个力为反作用力,可任意选择,没有主次之分。 ④作用力与反作用力的方向相反,并且分别作用在两个物体上,力的作用点不同。
⑤作用力与反作用力在两个物体上的作用效果一般不同。1.下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是 ( )
A.先有作用力,然后才有反作用力
B.作用力和反作用力的大小相等、方向相反、合力为零
C.物体间的作用力和反作用力一定同时产生、同时消失
D.只有两物体接触时,才会产生作用力和反作用力解析:作用力和反作用力是同时产生、同时消失的,所以选项A是错误的,选项C是正确的。由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体,因此这两个力不能互相抵消,也不能进行合成运算,即作用力和反作用力由于作用点不同而没有合力,所以选项B是错误的。只要两个物体间能发生力的作用,就存在相互作用力,而两个不接触的物体间也可以产生力的作用,如两块磁铁发生相互作用时就不需要接触,所以选项D是错误的。
答案:C[自学教材] 1.内容
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ,方向 ,作用在一条直线上。
2.表达式
F= ,其中F、F′分别表示作用力和反作用
力。负号表示两个力 。相等相反-F′方向相反 3.意义
揭示了物体之间相互作用的规律。
4.应用
牛顿第三定律可以用来解释现象,如运动员在跳板上起跳,火箭发射升空,等等。[重点诠释] 1.牛顿第三定律的理解之“七性”
(1)普遍性:
定律内容中的“总是”是强调对于任何物体,无论在何时、何地、何种情形、何种条件下,两个力等大、反向、共线的关系都是成立的,与物体的质量大小、运动的快慢、加速运动还是减速运动等因素均无关。 (2)同时性:
作用力与反作用力总是同时产生、同时消失、同时变化、瞬时对应的,没有先后之分,也没有主次之别,只有成对出现、形影相随的特点。
(3)等值性:
作用力与反作用力总是大小相等。平衡态和非平衡态下的相互作用力都是一对等大的力。 (4)共线性:
物体之间的作用力与反作用力永远在一条直线上,但方向相反。
(5)异体性:
作用力与反作用力分别作用在两个物体上,施力物体同时也是受力物体。 (6)同性质:
作用力与反作用力一定是同性质的一对力。即是摩擦力都是摩擦力,是弹力都是弹力,是引力都是引力。
(7)实验性:
牛顿第三定律是一个实验定律,源于实验,也可以用实验来验证。2.作用力与反作用力与一对平衡力的比较2.一个物体静止放在水平桌面上,物体对桌面的压力等于
物体的重力,这是因为 ( )
A.它们是一对平衡力
B.它们是一对作用力和反作用力
C.它们既是平衡力,又是相互作用力
D.以上说法都不对解析:物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力,压力大小等于支持力的大小。物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力,重力的大小等于支持力的大小。物体对桌面的压力作用在桌面上,物体的重力作用在物体上,不是作用在同一物体上的力谈不上平衡力。压力是弹力,与物体的重力性质不相同,不可能是一对作用力和反作用力。故选D。
答案:D [例1] 人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有 ( )
A.一对 B.二对
C.三对 D.四对[思路点拨][解析] 人走路时,受到地球对它的万有引力、摩擦力、支持力。人对地球的吸引力与地球对人的吸引力是一对作用力和反作用力;人对地球的摩擦力与地球对人的摩擦力是一对作用力和反作用力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有三对,故C正确。
[答案] C [借题发挥]
(1)确定物体间的作用力与反作用力,首先要对物体进行正确地受力分析,找到每个力的施力物体然后再进行判断。
(2)判断一对力是否是作用力和反作用力,主要看两个方面:一是看作用点,作用力与反作用力应作用在两个物体上;二是看产生的原因,作用力和反作用力是由于相互作用而产生的。1.关于两个物体间的作用力和反作用力,下列说法正确的
是 ( )
A.作用力与反作用力一定同时产生,同时消失
B.作用力与反作用力可以不同时产生
C.作用力与反作用力可以是不同性质的
D.作用力与反作用力的效果相互抵消解析:作用力与反作用力总是同步调的,即作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的,它们之间没有先后顺序,A正确,B错误。作用力与反作用力一定是同种性质的力,不要与平衡力相混淆,平衡力可以是不同性质的力,C错误。由于作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上,因而它们之间是无法求合力的,故它们的作用效果根本不能相互抵消,D错误。
答案:A [例2] 一起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中
(忽略绳子的重力和空气阻力),以下说法正确的是 ( )
A.当货物匀速上升时,绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力
B.无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力都等于货物对绳子的拉力 C.无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力总大于货物的重力
D.若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时,绳子对货物的拉力一定大于货物的重力
[思路点拨] (1)作用力与反作用力分别作用在两个物体上,一对平衡力是相对于同一个物体而言的。
(2)作用力与反作用力与物体的运动状态无关。 [解析] 绳子对货物的拉力和货物对绳子的拉力是一对作用力与反作用力,不管货物匀速、加速还是减速,大小都相等,A错B对;当货物匀速上升时,绳子对货物的拉力和货物重力是一对平衡力(与绳子的重力无关),货物加速上升,绳子对货物的拉力大于货物的重力,货物减速上升,绳子对货物的拉力小于货物的重力,C、D错。
[答案] B [借题发挥]
(1)作用力与反作用力作用在两个物体上,一对平衡力作用在同一个物体上。
(2)作用力与反作用力一定是同性质的力,一对平衡力可以是不同性质的力。2.如图6-3-1所示,手拉绳子使重物静止,
重物拉绳的力是F1,绳拉重物的力是F2,
滑轮拉绳的力是F3,手拉绳的力是F4,那
么 ( )
①F1和F2是一对作用力与反作用力
②F1和F2是一对平衡力
③F3和F4是一对作用力与反作用力
④F3和F4是一对平衡力图6-3-1A.①② B.②③
C.②④ D.①④
解析:由牛顿第三定律和平衡力的概念可知,F1与F2是一对作用力与反作用力,F3和F4是一对平衡力。故①④说法正确。
答案:D [例3] 质量为M的人站在地面上,用绳通
过定滑轮将质量为m的重物从高处放下,如图
6-3-2所示,若重物以加速度a下降(a<g),
则人对地面的压力为 ( )
A.(M+m)g-ma
B.M(g-a)-ma
C.(M-m)g+ma
D.Mg-ma图6-3-2[思路点拨] 解答本题可按以下流程分析: [解析] 以m为研究对象,受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得
mg-F=ma
所以绳子上的拉力F=mg-ma
以人为研究对象,受力分析如图所示:
由平衡条件得F+N=Mg
所以N=Mg-F=Mg+ma-mg
由牛顿第三定律知,人对地面的压力等于地
面对人的支持力。
所以N′=N=(M-m)g+ma[答案] C [借题发挥] 当一个力不容易求出时,可先求出其反作用力,再依据牛顿第三定律得到该力。同样地在应用牛顿第二定律解题时如选取的研究对象不好分析,也可采取间接的方式根据牛顿第三定律分析。若上题中重物以加速度a向上加速提起,此时人对地面的压力是多大?(人和地面始终有相互作用)
解析:以m为研究对象,由牛顿第二定律得
F′-mg=ma,故绳子拉力F′=mg+ma。
以人为研究对象,由平衡条件得F′+N1=Mg
N1=Mg-F=(M-m)g-ma。
由牛顿第三定律可知,人对地面的压力
N1′=N1=(M-m)g-ma。
答案:(M-m)g-ma随堂基础巩固点击下图进入随堂基础巩固课时跟踪训练点击下图进入课时跟踪训练课件37张PPT。第6章第4节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练第1部分 1.超重和失重时物体的重力都没有改变,
只是对水平面的压力或对竖直悬线的拉
力(视重)大于(超重)或小于(失重)物体所
受的重力。
2.超重的动力学特征是有向上的加速度, 从物体的运动形式
上看表现为向上的加速运动和向下的减速运动。
3.失重的动力学特征是有向下的加速度,从物体的运动形式上
看表现为向下的加速运动和向上的减速运动,若向下的加速度为g时是完全失重状态。[自学教材] 1.超重现象
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。
2.超重现象的产生条件
物体具有 的加速度,与物体的速度的大小和方向 。大于竖直向上无关[重点诠释] 1.对超重的理解
①物体处于超重时地球对物体的引力并没有变化,即重力并没有发生变化,变化的只是物体受到的支持力或拉力,也就是我们所说的视重比原来大了。
②物体超重与运动状态的关系: 2.超重现象的说明
①当物体加速向上运动时,设物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为F(即视重),竖直方向上由牛顿第二定律得F-mg=ma,所以F=mg+ma。
②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ay≠0时,则当ay方向竖直向上时,物体处于超重状态。1.下列说法中正确的是 ( )
A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态
B.超重就是物体所受的重力增加
C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大
D.超重时物体所受的重力不变解析:只要物体加速度方向向上,物体就处于超重状态,物体也可能向下做减速运动,故A错误。超重时物体的重力不变,地球对物体的吸引力也不变,故B、C错误,D正确。
答案:D[自学教材] 1.定义
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。
2.产生条件
物体具有 的加速度。小于竖直向下 3.完全失重
(1)定义:如果物体竖直向下匀加速运动的加速度
重力加速度,此时物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 。这种现象叫完全失重。
(2)产生条件:a=g,方向 。等于竖直向下等于零[重点诠释] 1.对失重与完全失重的理解
①物体处于失重和完全失重状态时,物体的重力并没有改变,改变的只是物体对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力。
②完全失重状态不限于自由落体运动,物体只要具有竖直向下的大小等于重力加速度g的加速度,就处于完全失重状态。 ③在完全失重状态下,由重力产生的一切现象都不存在了。如物体对水平支持面没有压力,对竖直悬绳没有拉力;不能用天平测物体的质量;液柱不产生压强;浸没在液体中的物体不受浮力等。
④物体失重与运动状态的关系: 2.失重分析
当物体有向下的加速度时,由牛顿第二定律得:
mg-F=ma,所以F=mg-ma
可见:视重F比mg少ma,失去的部分可理解为使物体产生了向下的加速度,同时可看出,物体所受的重力也没变。2.如图6-4-1所示,一个盛水的容器底部有一
小孔,静止时用手指堵住小孔不让它漏水,
假设容器在下述运动过程中始终保持平动,
且忽略空气阻力,则 ( )
A.容器自由下落时,小孔向下漏水
B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下
漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水图6-4-1解析:容器与其中的水自由下落,均处于完全失重状态,所以小孔中不会有水漏出,故A错误;将容器竖直向上抛出后,在上升、下降过程,水平抛出后的运动过程,以及斜向上抛出后的运动过程中,不考虑空气阻力,容器与其中的水有竖直向下的重力加速度,所以均处于完全失重状态,因此不会有水从小孔漏出,故B、C错误,D正确。
答案:D [例1] 某实验小组,利用DISC系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,在电梯天花板上固定一个力传感器,测量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上显示出如图6-4-2所示图像,以下根据图像分析所得结论错误的是 ( )图6-4-2 A.该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况
B.从时刻t1到t2,钩码处于失重状态,从时刻t3到t4,钩码处于超重状态
C.电梯可能开始在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼
D.电梯可能开始在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼 [思路点拨] 将物体所受重力和F-t图像中不同时间段的力比较,判断超重、失重,进而分析物体的运动状态。
[解析] 题中图像显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。0~t1,钩码受力平衡;t1~t2,拉力小于10 N,钩码处于失重状态;t2~t3,钩码受力平衡;t3~t4,拉力大于10 N,钩码处于超重状态。经以上分析可知,D项错误。
[答案] D [借题发挥] 超重、失重现象的两种方法
(1)直观比较重力和物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力。
(2)分析运动状态判断加速度方向,加速度方向向上,超重状态;加速度方向向下,失重状态。1.某人在地面上用弹簧测力计称得其体
重为490 N,他将弹簧测力计移至电梯
内称其体重,t0至t3时间段内弹簧测力
计的示数如图6-4-3所示,电梯运行
的v-t图(如图6-4-4所示)可能是(取电梯向上运动的方向为正) ( )图6-4-3图6-4-4A. ①③ B. ② ④
C. ① ④ D. ② ③答案:AD [例2] 如图6-4-5所示,在台秤的托盘
上放一底面粗糙、倾角为θ、质量为M的斜面
体,斜面上放一个质量为m的物体。如果斜面
光滑,求物体从斜面上滑下过程中台秤的读数。图6-4-5[思路点拨] 解答本题可按以下流程:[解析] 物体沿光滑斜面下滑,其加速度为a=gsin θ,将a分解成水平方向和竖直方向两个加速度ax、ay,则ay=asin θ=gsin2 θ,物体处于失重状态。该斜面给物体的作用力在竖直方向上的分力为F
物体在竖直方向mg-F=may
斜面在竖直方向N=Mg+F
所以示数为N=Mg+mg-mgsin2 θ=Mg+mgcos2 θ
[答案] Mg+mgcos2 θ [借题发挥]
对于运动物体的加速度不在竖直方向上的情况,要快速准确地判断物体的超重或失重现象,关键是看物体在竖直方向上有哪个方向的加速度分量。有竖直向上的加速度分量是超重,有竖直向下的加速度分量是失重。2.如图6-4-6所示,载人车厢沿倾角
θ=37°的钢索加速向上运动,车厢
中的人对厢底的压力为人的重力的
1.25倍,已知sin 37°=0.6,g取10 m/s2,那么车厢对人的摩擦力约为人的重力的 ( )
A.0.25倍 B.0.33倍
C.1.25倍 D.1.33倍图6-4-6答案:B随堂基础巩固点击下图进入随堂基础巩固课时跟踪训练点击下图进入课时跟踪训练