第3讲牛顿运动定律的应用本讲重点理解超重课件.ppt

1、本讲重点理解超重、失重的概念，学会用整体法与隔本讲重点理解超重、失重的概念，学会用整体法与隔离法解决连接体问题、用极限法分析临界问题，并能应用离法解决连接体问题、用极限法分析临界问题，并能应用牛顿第二定律解决多物体、多过程问题等牛顿第二定律解决多物体、多过程问题等 探究考向一探究考向一 超重、失重和完全失重、等重的比较超重、失重和完全失重、等重的比较条件条件表达式表达式现象现象运动情况运动情况超超重重失失重重完全完全失重失重等等 重重考向互动探究系统具有竖直向上系统具有竖直向上的加速度或加速度的加速度或加速度有竖直向上的分量有竖直向上的分量系统具有竖直向系统具有竖直向下的加速度或加下的加速度或

2、加速度有竖直向下速度有竖直向下的分量的分量系统具有竖直系统具有竖直向下的加速度，向下的加速度，且且a ag g系统在竖直方向系统在竖直方向的加速度的加速度a a0 0F Fmgmgma ma F Fmgmgm ma amgmgF FmamaF Fmgmgm ma amgmgF Fmama F F0 0mgmgF F0 0F=mgF=mg竖直向上加速竖直向上加速竖直向下减速竖直向下减速竖直向下加速竖直向下加速竖直向上减速竖直向上减速自由落体运动自由落体运动抛体运动抛体运动人造卫星人造卫星水平方向的水平方向的运动运动竖直方向匀竖直方向匀速速物体对支持物的压物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力或对悬挂

3、物的拉力力大于大于自身重力的自身重力的现象现象物体对支持物的物体对支持物的压力或对悬挂物压力或对悬挂物的拉力的拉力小于小于自身自身重力的现象重力的现象物体对支持物的压物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力力等于零等于零的现象的现象物体对支持物的物体对支持物的压力或对悬挂物压力或对悬挂物的拉力的拉力等于等于自身自身重力的现象重力的现象(1)(1)实重和视重实重和视重 实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关 视重：物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于视重：物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力此时弹簧测力

4、计的示数或台秤的示数即为视物体的重力此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重重(即：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力）即：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力）(2)(2)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。(3)(3)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。确定其速度方向。(4)(4)物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于mama。（

5、5 5）判断一个物体处于超重还是失重状态，主要根据加速）判断一个物体处于超重还是失重状态，主要根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断，若有向上的分量，则度沿竖直方向的分量方向进行判断，若有向上的分量，则超重，若有向下的分量，则失重超重，若有向下的分量，则失重 答案答案 减速上升或加速下降减速上升或加速下降答案答案 A9.9.如图如图1111所示，所示，A A为电磁铁，挂在支架为电磁铁，挂在支架C C上，放到台秤的托盘上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一铁块中，在它的正下方有一铁块B B，铁块，铁块B B静止时，台秤示数为静止时，台秤示数为G G，当电磁铁通电后，在铁块被吸引上升的过程中，台秤

6、的示数当电磁铁通电后，在铁块被吸引上升的过程中，台秤的示数将将()A A变大变大B B变小变小C C大于大于G G，但呈恒量，但呈恒量D D先变大，后变小先变大，后变小图图1111答案：答案：A A例例1一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为上楼时他携带了一个质量为5 kg的砝码和一套便携式的砝码和一套便携式DIS实验实验系统，砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启动，中系统，砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，显示器上显间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，

7、显示器上显示出的力随时间变化的关系如图示出的力随时间变化的关系如图335所示。取重力加速度所示。取重力加速度g10 m/s2，根据表格中的数据。，根据表格中的数据。求：求：(1)电梯在最初加速阶段的加速电梯在最初加速阶段的加速度度a1与最后减速阶段的加速度与最后减速阶段的加速度a2的的大小；大小；(2)电梯在电梯在3.0 s13.0 s时段内的速时段内的速度度v的大小；的大小；(3)电梯在电梯在19.0 s内上升的高度内上升的高度H。答案答案(1)1.6 m/s20.8 m/s2(2)4.8 m/s(3)69.6 m 探究考向二涉及物体组的动力学问题 思维启动思维启动如图如图333所示，在光滑

8、水平面上有两个质量分别为所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和和m2的物体的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹间水平连接着一轻质弹簧测力计。若用大小为簧测力计。若用大小为F的水平力向右拉的水平力向右拉B，稳定后，稳定后B的加的加速度大小为速度大小为a1，弹簧测力计示数为，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为；如果改用大小为F的的水平力向左拉水平力向左拉A，稳定后，稳定后A的加速度大小为的加速度大小为a2，弹簧测力计，弹簧测力计示数为示数为F2。则：。则：a1_a2，F1_F2(填填“”、“”或或“”)。答案：答案：B答案答案 答案答案 探究考向三探究考向三临界和极值问题分析方

9、法临界和极值问题分析方法 1 1临界条件分析：临界条件分析：当某种物理现象变化为另一种物当某种物理现象变化为另一种物理现象，或由某种状态变化为另一种状态时，中间发生质理现象，或由某种状态变化为另一种状态时，中间发生质的飞跃的转折状态叫临界状态处于临界状态所满足的条的飞跃的转折状态叫临界状态处于临界状态所满足的条件叫临界条件件叫临界条件 题目中出现题目中出现“最大、最小、刚好等最大、最小、刚好等”词语时，往往有词语时，往往有临界现象。临界现象。2.2.关键是挖掘出临界条件关键是挖掘出临界条件 3.3.常见的有以下两种：常见的有以下两种：.相互接触的物体恰好分离的条件：弹力恰好为零，相互接触的物体

10、恰好分离的条件：弹力恰好为零，此时两物体还有相同的速度和加速度。此时两物体还有相同的速度和加速度。.相互接触的物体恰好滑动的条件：两物体间的摩擦相互接触的物体恰好滑动的条件：两物体间的摩擦力为最大静摩擦力，此时两物体还有相同的速度和加速度。力为最大静摩擦力，此时两物体还有相同的速度和加速度。答案答案AB 2.如图所示，光滑水平面上放如图所示，光滑水平面上放 置质量分别为置质量分别为m、2m的的A、B两个物两个物 体，体，A、B间的最大静摩擦力为间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力现用水平拉力F拉拉B，使，使A、B以同一以同一 加速度运动，则拉力加速度运动，则拉力F的的最大值为最大值为 ()Am

11、gB2mg C3mg D4mg答案：答案：C例例:如图如图3 33131，一质量为，一质量为m m0 02kg2kg的小球用绳子吊在倾的小球用绳子吊在倾角为角为5353的光滑斜劈上斜劈静止时，绳平行于斜面让的光滑斜劈上斜劈静止时，绳平行于斜面让斜劈沿水平运动，斜劈如何运动可使球对斜面的压力为斜劈沿水平运动，斜劈如何运动可使球对斜面的压力为0 0绳子的拉力为绳子的拉力为0 0(思考与拓宽：若斜面以加速度思考与拓宽：若斜面以加速度a a10m/s210m/s2，向右加速，求斜面对球的支持力和绳子的拉力，向右加速，求斜面对球的支持力和绳子的拉力)解：当球对斜面压力刚好为解：当球对斜面压力刚好为0 0

12、时，对球受力分析如图甲时，对球受力分析如图甲 由图可知：合力由图可知：合力F F mgcotmgcotmama a agcotgcot5m/s5m/s2 2 所以斜劈以所以斜劈以a a5m/s25m/s2向右加速时球对斜面的压力为向右加速时球对斜面的压力为0 0 当球对绳子拉力刚好为当球对绳子拉力刚好为0 0时，对球受力分析如图乙时，对球受力分析如图乙 合力合力F F mgtanmgtanmama a agtangtan40/3m/s40/3m/s2 2 所以斜劈以所以斜劈以a a40/3m/s40/3m/s2 2向左加速时绳子拉力为向左加速时绳子拉力为0 0 求解临界问题的题目，可以先假设已

13、达到临界状态，求解临界问题的题目，可以先假设已达到临界状态，然后分析临界时受力情况，得出临界发生条件然后分析临界时受力情况，得出临界发生条件（答：（答：N N0 0，T T2 283N83N）例题例题:如图如图3-323-32所示，一根劲度系数为所示，一根劲度系数为K K质量不计的质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m m的物体的物体A A手持一手持一质量为质量为M M的木板的木板B B，向上托，向上托A A，使弹簧处于自然长度现让，使弹簧处于自然长度现让木板由静止开始以加速度木板由静止开始以加速度a a（agag）匀加速向下运动，求：匀加速向下运动，求：

14、经过多长时间经过多长时间A A、B B分离手作用在板上作用力的最分离手作用在板上作用力的最大值和最小值大值和最小值 分析与解答：板下移时，物体随之作加速运动，当它分析与解答：板下移时，物体随之作加速运动，当它们之间的相互作用力为们之间的相互作用力为0 0时，两者分离时，两者分离分离瞬间对分离瞬间对A A：mgmgKxKxmama，开始运动时力最大，对系统有开始运动时力最大，对系统有(M+m)gM+m)g（）所以最大作用力为：所以最大作用力为：大大(M+mM+m)（g g）B B分离后力最小，对分离后力最小，对B B有：有：MgMgM M 所以最小作用力为：所以最小作用力为：小小M M（）（）kaagmtatXkmamgX)(2212 解此类问题的关键是确定分离临界点，从而避免弹力解此类问题的关键是确定分离临界点，从而避免弹力是变力给分析计算造成的障碍是变力给分析计算造成的障碍 探究考向探究考向四动力学综合问题的分析四动力学综合问题的分析 答案答案(1)2 m/s；(2)0.5 s、0.5 m；(3)1.5 m