高考物理一轮复习两类动力学问题超重和失重(人教版).ppt

[解析]　当细线突然断裂时，木球加速上升，木球超重m木a；同时有相同体积的水加速下降，水失重m水a，又因为m水m木，所以整体失重(m水－m木)a，所以台秤的示数将变小． 质心解析法：由于木球加速上升，同体积的水加速下降，所以整体的质心还是加速下降的，所以系统处于失重状态，台秤的示数应减小． [答案]　台秤的示数变小 题后反思：当研究几个物体组成的系统时，有部分物体有竖直方向的加速度时，应考虑整体重心(质心)的加速度方向以判断系统是处于超重状态还是失重状态，较为方便. 图9 应用3—1　如图9所示，质量为M的粗糙斜面上有一质量为m的木块沿斜面下滑，则地面受到的正压力可能是 (　　) A．等于(M＋m)g B．大于(M＋m)g C．小于(M＋m)g D．无法确定 金太阳新课标资源网 * 金太阳新课标资源网 老师都说好! * * 　 两类动力学问题　 超重和失重 考点一　动力学的两类基本问题　 ?基础梳理? 运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型，即动力学的两类基本问题． (1)已知物体的受力情况，求物体的运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体运动的加速度，再利用运动学公式就可以确定物体的运动情况． (2)已知物体的运动情况，求物体的受力情况． 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再利用牛顿第二定律确定物体的受力情况． 其中物体的受力情况为力的大小和方向；物体的运动情况为物体运动的位移、速度及时间等． ?疑难详析? 不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案． 两类动力学基本问题的解题思路图解如下： 应用牛顿第二定律解决两类动力学基本问题，主要把握两点：两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；一个桥梁——物体运动的加速度．由此可知确定物体的加速度是解决这两类问题的关键． 考点二　超重和失重现象　 ?基础梳理? 概念 定义 产生条件 视重 示例 超重 当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力或对悬绳的拉力比重力大的现象 物体做向上的加速运动或向下的减速运动，即物体具有向上的加速度 F＝ m(g＋a) 坐电梯上楼时，电梯启动的过程 概念 定义 产生条件 视重 示例 失重 失重：当物体具有向下的加速度时，物体对支持物的压力或对悬绳的拉力比重力小的现象 物体做向下的加速运动或向上的减速运动，即物体具有向下的加速度 F＝ m(g－a) 坐电梯下楼时，电梯启动的过程 完全失重：当物体具有向下的加速度等于重力加速度g时，物体对支持物的压力或对悬绳的拉力为零的现象 物体的加速度等于重力加速度g F＝0 跳伞运动员跳下飞机后在打开降落伞前的运动 ?疑难详析? 完全失重现象的理解 (1)完全失重状态不限于自由落体运动，只要物体具有竖直向下的等于g的加速度就处于完全失重状态．例如：不计空气阻力的各种抛体运动，环绕地球做匀速圆周运动的卫星中的物体等，都处于完全失重状态． (2)在完全失重状态下，由于重力产生的一切现象都不存在．例如，物体对水平支持面没有压力，对竖直悬线没有拉力，不能用天平测物体的质量，液柱不产生压强，在液体中的物体不受浮力等等． ?深化拓展? 1．物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化．所谓“超重”和“失重”是指视重，其“超重”和“失重”的大小为ma. 2．物体是处于超重还是失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度的方向是向上还是向下． 3．物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速效果，不再产生其他效果． 题型一　已知物体的受力情况，求物体的运动情况 图1 [例1]　在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动．如图1所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数为μ＝0.50，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2. (1)若斜坡倾角θ＝37°，人和滑块的总质量为m＝60 kg，求人在斜坡上下滑时的加速度大小．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (2)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为x＝50 m，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？ 图2 [解析]　(1)在斜坡上下滑时，受力如图2由牛顿第二定律得： mgsinθ－Fμ＝ma① FN－mgcosθ＝0② Fμ＝μFN③ 解①②③得：a＝gsinθ－μgcosθ＝2 m/s2 (2)设斜坡倾角为θ，斜坡的最大高度为h，滑至底端时的速度为v，由运动学公式可知：