粤教版高中物理必修第一册第四章牛顿运动定律第七节力学单位课件（30页PPT）

(共30张PPT)
第四章　牛顿运动定律
第七节　力学单位
1.知道失重、超重和完全失重的现象及概念的生成.
2.了解单位制、基本单位和导出单位，理解统一单位制的必要.
3.掌握失重与超重的分析与判断，并能处理实际问题.
学习任务一 失重和超重
教材新知梳理
1. 失重和超重
(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 情况称为超重现象.
(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 情况称为失重现象.
大于　
小于　
2. 失重和超重的解释
(1)电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压 力 人的重力.
(2)当电梯加速下降时，人的加速度方向 ，根据牛顿第二定律可以得 出G－FN＝ ，即FN＝ ，此时人对电梯的压力 人的 重力，人处于 状态.
(3)当电梯加速上升时，人的加速度方向 ，根据牛顿第二定律可以得 出 ＝ ，即FN＝ ，此时人对电梯的压力 人的重力，人处于 状态.
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) 为 ，这种情况是失重现象中的极限，称为 现象.例如：自 由落体运动.
等于　
向下　
ma　
G－ma　
小于　
失重　
向上　
FN－G　
ma　
G＋ma　
大于　
超重　
零　
完全失重　
关键核心突破
　　如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂 一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时 的伸长量小.
(1)小铁球是处于失重状态还是超重状态？
提示：(1)弹簧伸长量减小，拉力减小，小于重力，是失重状态.
(2)小铁球处在上升过程还是下降过程？
(2)失重时加速度向下，不能确定是向上还是向下运动.
(3)若小球的质量是500　g，在计算重力时，应注意什么？
(3)将质量的单位换算成千克.
1. 实重和视重
(1)实重：物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而 变化.
(2)视重：当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0)，物体对弹簧秤的拉力或对 台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重.
2. 超重与失重的分析比较
项目 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意=图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动
超重 向上 F＝m(g＋a)＞mg 向上加速，向下减速
2. 超重与失重的分析比较
项目 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图
失重 向下 F＝m(g－a)＜mg 向下加速，向上减速
完全失 重 a＝g F＝0 物体只在重力作用下的运动
3. 定量分析超重、失重问题的思路
超重、失重问题本质上就是牛顿第二定律的应用问题，解题时仍应抓住加速 度这个关键量，具体方法是：
(1)确定研究对象.
(2)分析物体受力情况和加速度的大小、方向.
(3)根据牛顿第二定律列式求解.
(1)人沿气囊滑下所受的阻力是多大？
答案：(1)240 N
(2)若不考虑在气囊与地面连接处人员速度大小的变化，人到达气囊底端后在 水平地面上滑行了0.5 m停止，则人与地面间的动摩擦因数多大？
解析：(2)设下滑到斜面最低点速度为v，人与地面间的动摩擦因数为μ，在水 平地面上的滑行距离为x，由匀变速直线运动速度与时间关系式知v＝at，由 速度与位移关系式知0－v2＝－2μgx，代入得μ＝0.8.
答案：(2)0.8
A. 王辉起跳时地面对他的支持力等于他的重力
B. 起跳以后在上升过程中处于超重状态
C. 起跳以后在下降过程中处于失重状态
D. 起跳以后在下降过程中重力消失了
解析：起跳时做向上的加速运动，加速度向上，所以地面对他的支持力大于 他的重力，选项A错误；起跳以后，只受重力作用，加速度竖直向下，所以 处于失重状态，选项C正确，B、D错误.
C
A. 该学生处于超重状态 B. 该学生处于失重状态
C. 电梯一定向下运动 D. 电梯可能做匀速直线运动
A
解析：由题图的体重计示数大于该学生的体重可知，该学生处于超重状态， A正确，B错误； 当该学生处于超重状态时，电梯正在加速向上运动，或减 速向下运动，C错误；当该学生处于超重状态时，电梯不可能做匀速直线运 动，D错误.
学习任务二 力学单位
教材新知梳理
基本单位　
导出单位　
任意　
定义方程式与比例系
数　
基本单位　
辅助单位　
导出单位　
米
(m)　
千克(kg)　
秒(s)　
导出　
关键核心突破
1. 对单位制的理解
单位制包括国际单位制和常用单位制.
(1)国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发 光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本物理量.
2. 单位制在计算中的应用
(1)单位制可以简化计算过程
计算时，首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基 本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字 后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便.
(2)单位制可检查物理量关系式的正误
根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位 与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的.
(3)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制 中，再根据数值来比较.
【典例2】　一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受 阻力为车重的0.01倍.列车由静止开始做匀加速直线运动，速度变为180 km/h 需多长时间？此过程中前进了多远距离？(g取10 m/s2)
思路点拨：把各单位都统一到国际单位制中，再由牛顿第二定律得加速度， 由运动学公式得位移.
答案：200 s　5 km
A. 国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制
B. 各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制
C. 只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结 果必然是国际单位制中的单位
D. 国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、时间
ABC
A. 在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单位，不能采用其他单位
B. 力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量、速度
C. 力学单位制中，国际单位制的基本单位有g、m、s
D. 单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
D
A B C D
解析：体重计的读数为小芳所受的支持力大小，下蹲过程小芳的速度从0开 始最后又回到0，因此小芳先做加速运动后做减速运动，加速度方向先向下 后向上，即先失重后超重，所以支持力先小于重力，后大于重力.故选C.
C
A. 当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大
B. 当机器人减速上升时，机器人处于超重状态
C. 当机器人减速下降时，机器人处于失重状态
D. 机器人加速下降过程中(a＜g)，细绳对机器人的拉力小于其 重力
D
解析：机器人对细绳的拉力与速度大小无关，只与是否有竖直方向上的 加速度有关，则A错；机器人减速上升时，其加速度方向向下，处于失 重状态，则B错；机器人减速下降时，其加速度方向向上，处于超重状 态，则C错；机器人加速下降过程中加速度方向向下，处于失重状态， 拉力小于重力，则D对.
4. 质量是60 kg的甲同学站在升降机的地板上，看到质量是50 kg的站在台秤上 的乙同学，他们一起运动时，台秤示数为400 N. 求此时甲同学对升降机地板 的压力.(g取10 m/s2)
解析：以乙同学为研究对象，受力分析如图所示，选取向上的方向为正方 向，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma，
再以甲同学为研究对象，他受到向下的重力m甲g和地板的
支持力F′N，由牛顿第二定律得：
F′N－m甲g＝m甲a，
F′N＝m甲a＋m甲g＝60×(10－2)N＝480 N，
由牛顿第三定律可知，甲对升降机地板的压力大小为480 N，方向竖直向下.
答案：480 N，方向竖直向下