第3章 6 超重与失重 知识点汇总 教科版物理必修1Word版含答案.docx
- 文档编号:29451941
- 上传时间:2023-07-23
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:149.32KB
第3章 6 超重与失重 知识点汇总 教科版物理必修1Word版含答案.docx
《第3章 6 超重与失重 知识点汇总 教科版物理必修1Word版含答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章 6 超重与失重 知识点汇总 教科版物理必修1Word版含答案.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第3章6超重与失重知识点汇总教科版物理必修1Word版含答案
6.超重与失重
学习目标
知识脉络
1.知道什么是超重和失重.
2.理解产生超重和失重的条件.(重点)
3.会分析、解决超重和失重问题.(重点、难点)
超重现象
1.定义:
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现象.
2.产生条件:
物体有向上的加速度.
3.运动状态:
超重物体包括向上加速运动和向下减速运动两种运动情况.
1.物体处于超重状态时,一定向上运动.(×)
2.物体处于超重状态时,可能向下运动.(√)
3.物体处于超重状态时,是指物体的重力增大了.(×)
“超重”是不是物体所受的重力增加了?
【提示】 不是“超重”现象是物体由于具有向上的加速度,对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体所受重力,物体所受重力没有变化.
如图361所示,在电梯的地板上放置一个质量为m的物体.
图361
探讨1:
当电梯静止时,物体对电梯的压力为多少?
【提示】 压力为mg.
探讨2:
当电梯加速上升时,压力会发生什么变化?
【提示】 压力变大
探讨3:
超重状态物体一定向上运动吗?
【提示】 不一定,可能向下减速运动.
1.实重与视重
(1)实重:
物体实际所受重力.物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化.
(2)视重:
用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时,弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重.当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时,视重等于实重;当存在竖直方向的加速度时,视重不再等于实重.
2.产生超重的原因
当物体具有竖直向上的加速度a时,支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得:
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(或对悬绳的拉力)F′>mg.
3.超重的动力学特点
超重
加速度方向向上(或有向上的分量).
如图362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,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大,这一现象表明( )
图362
A.电梯一定是在上升
B.电梯一定是在下降
C.电梯的加速度方向一定是向下
D.乘客一定处在超重状态
【解析】 电梯静止时,弹簧的拉力和小铁球的重力相等.现在,弹簧的伸长量变大,则弹簧的拉力增大,小铁球受到的合力方向向上,加速度方向向上,小铁球处于超重状态.但是电梯的运动方向可能向上也可能向下,故选D.
【答案】 D
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大
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
质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,如图363所示,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?
(g取10m/s2)
图363
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升;
【解析】 以人为研究对象受力分析如图所示:
(1)匀速上升时a=0,所以N-mg=0
N=mg=600N.
据牛顿第三定律知
N′=N=600N.
(2)匀加速上升时,a向上,取向上为正方向,则
N-mg=ma
N=m(g+a)=60×(10+4)N=840N
据牛顿第三定律知:
N′=N=840N.
【答案】
(1)600N
(2)840N
对超重现象理解的两点技巧
1.物体处于超重状态时,实重(即所受重力)并不变,只是视重变了,视重比实重增加了ma;
2.决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度,与速度无关,即物体可以向上加速运动,也可以向下减速运动.
失重现象
1.定义:
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现象.
2.产生条件:
物体有向下的加速度.
3.运动状态:
失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况.
4.完全失重
(1)定义:
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态.
(2)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.
1.只要物体向下运动,就会引起失重现象.(×)
2.物体在完全失重的条件下,对支持它的支撑面压力为零.(√)
3.物体完全失重时,不受重力作用.(×)
在完全失重的情况下,一切由重力产生的现象会消失,那么天平还能测出物体的质量吗?
浸在水中的物体还受浮力吗?
【提示】 不能.不会受到浮力.
找一个用过的易拉罐(或金属罐头盒、塑料瓶),在靠近底部的侧面打一个孔,用手指按住孔,在里面装上水,如图364所示.
图364
探讨1:
移开手指,会出现什么现象?
【提示】 水会从小孔流出.
探讨2:
如果让罐子自由下落,如图365,在下落过程中,上述现象有变化吗?
这是为什么呢?
图365
【提示】 水不再流出,因为自由下落过程中水处于完全失重状态.
1.对失重现象的理解
(1)从力的角度看:
失重时物体受到竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力,好像重力变小了,正是由于这样,把这种现象定义为“失重”.
(2)从加速度的角度看:
根据牛顿第二定律,处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g,如图),这是物体失重的条件,也是判断物体失重与否的依据.
图366
(3)从速度的角度看:
只要加速度向下物体就处于失重状态,其速度可以向上也可以向下.常见的失重状态有两种:
加速向下或减速向上运动.
2.对完全失重的理解:
物体处于完全失重状态(a=g)时,重力全部产生加速度,不再产生压力(如图),平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生压强等.
图367
(多选)在升降机内,一人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10m/s2)( )
【导学号:
96332045】
A.升降机以8m/s2的加速度加速上升
B.升降机以2m/s2的加速度加速下降
C.升降机以2m/s2的加速度减速上升
D.升降机以8m/s2的加速度减速下降
【解析】 人发现体重减轻,说明人处于失重状态,加速度向下,由mg-N=ma,N=80%mg,故a=0.2g=2m/s2,方向向下.升降机可能加速下降,也可能减速上升,故B、C正确.
【答案】 BC
如图368所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是( )
【导学号:
96332046】
图368
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
【解析】 以A、B作为整体,上升过程只受重力作用,所以系统的加速度为g,方向竖直向下,故系统处于完全失重状态,A、B之间无弹力作用,A正确,B错误.下降过程,A、B仍是处于完全失重状态,A、B之间也无弹力作用,C、D错误.
【答案】 A
一个质量50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量mA=5kg的物体A,当升降机向上运动时,人看到弹簧测力计的示数为40N,如图369所示,g取10m/s2,求此时人对地板的压力.
图369
【解析】 依题意可知,弹簧测力计读数为40N,而物体A的重力G=mAg=50N,显然弹簧测力计的读数小于物体的重力,即视重小于实重,物体A处于失重状态.由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度,因此人也处于失重状态.
以A为研究对象,受力分析如图甲所示.
由牛顿第二定律得
mAg-T=mAa
甲 乙
所以a=
=
m/s2=2m/s2,方向向下,人的受力如图乙所示.
由牛顿第二定律得
Mg-N=Ma,
所以N=Mg-Ma=400N
由牛顿第三定律可得,人对地板的压力为400N,方向向下.
【答案】 400N,方向向下
对失重现象理解的两点注意:
1.处于完全失重状态的物体,并不是所受重力消失了,重力并不变,只是物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零.
2.若物体不在竖直方向上运动,但只要其加速度在竖直方向上有分量,即ay≠0,即当ay的方向竖直向上时,物体处于超重状态;当ay的方向竖直向下时,物体处于失重状态.
1.力
学习目标
知识脉络
1.理解力是物体间的相互作用,能分清施力物体和受力物体.
2.知道力的三要素,掌握力的图示和力的示意图的画法.(重点)
3.知道力的分类方法、弄清力的作用效果.(难点)
力的概念
1.定义:
物体与物体之间的一种相互作用.
2.作用效果:
改变物体的运动状态,或者使物体发生形变.
3.力的三要素:
力的大小、方向、作用点称为力的三要素.
4.单位:
牛顿,简称牛,符号为N.
5.矢量性:
既有大小,又有方向.
1.力可以离开施力物体或受力物体单独存在.(×)
2.只有相互接触的物体间才有力的作用.(×)
3.力总是成对出现的,施力物体同时也是受力物体.(√)
成语“孤掌难鸣”隐含了什么物理道理?
和它在生活中的喻义一样吗?
【提示】 “孤掌难鸣”即一个巴掌拍不响,说明力的作用是相互的.在生活中,“孤掌难鸣”比喻力量单薄,难以成事.
如图甲所示,在足球场上,运动员把球踢飞,球由静止变为运动,说明球的运动状态发生了改变;乙图中,弹簧被拉长或压缩,说明弹簧发生了形变.结合以上现象,思考以下问题:
甲 乙
图211
探讨1:
力有哪些作用效果?
【提示】 力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态.
探讨2:
图甲中踢出去的足球受到哪些力的作用?
【提示】 踢出去的足球受到重力和空气阻力的作用.
探讨3:
图乙中,手压缩弹簧过程中,谁是施力物体?
谁是受力物体?
【提示】 用手“压”弹簧,手是施力物体,弹簧是受力物体,同时弹簧对手也有“挤压”的效果,此时弹簧是施力物体,手是受力物体,因此,手既是施力物体又是受力物体,弹簧既是受力物体同时又是施力物体,力总是成对出现的.
1.力的四性的认识
物质性
(1)力是物体对物体的作用,没有脱离物体而独立存在的力
(2)对于一个指定的力,一定同时具有受力物体和施力物体
相互性
(1)物体之间力的作用是相互的.只要一个物体对另一个物体施加了力,那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力
(2)力总是成对出现的.施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体
矢量性
力不仅有大小,而且有方向,是矢量
独立性
任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态改变
2.力的作用效果
(1)
(2)力的作用效果与力的大小、方向、作用点都有关系.
(3)分析力的作用效果是判断物体是否受力的最基本方法.
下列关于力的说法中正确的是( )
A.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力
C.甲用力把乙推倒,只是甲对乙有力,而乙对甲没有力
D.两个物体发生相互作用不一定相互接触
【解析】 力是物体对物体的作用,任何力都有它的施力物体和受力物体,风吹草动,施力物体是空气,故A错;踢出去的球向前运动,并没有受到向前的推力,因为找不到这个力的施力物体,而没有施力物体的力是不存在的,故B错;由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也“推”甲,故C错;物体发生相互作用并不一定相互接触,如磁铁之间不需要接触就有磁力,故D对.
【答案】 D
关于力的作用效果的说法中正确的是( )
A.物体的运动状态发生变化,一定受到外力作用
B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用
C.力对物体的作用效果完全由力的大小决定
D.物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象
【解析】 力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态发生变化,物体一定受到外力的作用,A正确;弹簧受外力被拉伸稳定后,发生了形变,但运动状态并没有发生变化,B、D不正确;力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定,C错误.
【答案】 A
下面关于力的说法中正确的有( )
A.力的作用离不开施力物体,但可以没有受力物体
B.有的物体自己就有力,这个力不是另外的物体施加的
C.力是物体与物体间的相互作用
D.没有施力物体和受力物体,力照样可以独立存在
【解析】 力是物体间的相互作用,有力作用时必定要有两个物体同时存在,一个是施力物体,另一个是受力物体.一个物体是不能对自己产生力的作用的.有人说:
拍手时不是自己对自己作用吗?
对此类问题要注意研究对象的选取,这时的“物体”不应是整个人,而应是两只手,是两只手之间的相互作用,不能根据所研究问题的性质而随意扩展研究对象的范围.
【答案】 C
关于力的理解的两个误区
(1)误认为力可以没有施力物体或受力物体.
实际上力是物体与物体间的相互作用,任何力同时具有施力物体与受力物体.
(2)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力.
实际上有些力可以发生在不接触的物体间,如重力、磁力等.
力的表示方法和分类
1.力的图示:
能表示出力的大小、方向和作用点.
2.力的示意图:
只能表示出力的方向和作用点.
3.力的分类:
(1)按命名方式的不同可分为:
性质力:
重力、弹力、摩擦力等.
效果力:
支持力、拉力、压力、动力、阻力等.
(2)按相互作用的物体是否接触分为:
接触力:
弹力、摩擦力.
非接触力:
重力、电场力、分子力等.
1.力的图示是精确表示力的三要素的方法.(√)
2.性质相同的力,作用效果也一定相同.(×)
是否存在只有施力物体而没有受力物体的情况,如拳击运动员用力打了一拳,但没有击中对方?
【提示】 不存.拳击运动员没有击到对方,看似没有受力物体,如果把两个运动员作为研究对象,他们间没有力的作用,当然没有受力物体.如果分析人的身体各部位之间的作用,当然有施力的部分,也有受力的部分,力是物体之间的相互作用,一旦有力,一定会同时存在施力和受力两个物体.
探讨1:
要用作图法准确地表示一个力,是作力的图示呢,还是作力的示意图?
【提示】 由于力的图示可以同时表示出力的三要素,而力的示意图只能表示出力的作用点和方向,不能准确表示出力的大小,故采用力的图示法表示力较为准确.
探讨2:
在作力的图示时,选标度需要注意什么?
【提示】 标度选择合理,力争做图误差最小.
力的图示与力的示意图的画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可
标方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
在线段的末端标出箭头,表示方向
图212表示的是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是( )
【导学号:
96332033】
图212
A.F1和F2 B.F1和F4
C.F1和F3、F4D.以上选项都不正确
【解析】 只有两个力的大小和方向都相同时,作用效果才相同.
【答案】 B
如图213所示,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.
【导学号:
96332034】
图213
【解析】
(1)选定标度:
此题选单位长度的线段表示2N的力.
(2)从力的作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小成正比,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段.
(3)在线段上加箭头表示力的方向.
画力的示意图:
从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明N=10N即可,如图丙所示.
【答案】 见解析
力的图示法口诀
要想表示力,方法很简单,选好比例尺,再画一线段.长短表大小,箭头表方向,注意线尾巴,放在作用点.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第3章 超重与失重 知识点汇总 教科版物理必修1Word版含答案 超重 失重 知识点 汇总 教科版 物理 必修 Word 答案