高一物理《超重和失重整體法與隔離法的綜合應(yīng)用》課件

1、超重和失重,演示實(shí)驗(yàn)：找一個(gè)用過(guò)的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個(gè)洞，用手指按住洞，在里面裝上水。移開(kāi)手指，水就從洞中射出來(lái)．這是為什么?如果放開(kāi)手，讓罐子自由落下，在下落過(guò)程中，水會(huì)不會(huì)從洞中射出來(lái)?觀察所發(fā)生的現(xiàn)象并分析。,,,1. 現(xiàn)象： 升降機(jī)以0.5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機(jī)里的人質(zhì)量是50kg，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大？如果照?qǐng)D那樣，人站在升降機(jī)里的測(cè)力計(jì)上，測(cè)力計(jì)的示

2、數(shù)是多大？,一、超重和失重現(xiàn)象,分析：人在升降機(jī)中受到兩個(gè)力：重力G和地板的支持力F．升降機(jī)地板對(duì)人的支持力和人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是一對(duì)作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，只要求出前者就可以知道后者．,,人在G和F的合力作用下，以0.5m/s2的加速度豎直向上運(yùn)動(dòng). 取豎直向上為正方向, 根據(jù)牛頓第二定律得F-G = ma由此可得 F=G+ma=m(g+a) 代入數(shù)值得 F=515N

3、,根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)地板的壓力的大小也是515N，方向與地板對(duì)人的支持力的方向相反，即豎直向下．測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示的是測(cè)力計(jì)受到的壓力，所以測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是515N．此讀數(shù)大于物體的重力?！噩F(xiàn)象,討論：如果此升降機(jī)以0.5m/s2的加速度勻加速度下降，則示數(shù)又是多大？,分析：G-F=ma 得F=mg-ma=m(g-a)=465N,此讀數(shù)小于物體重力?！е噩F(xiàn)象,,,,2. 超重與失重,超重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的

4、壓力(或 對(duì)懸掛物的拉力)大于物 體所受重力的情況稱(chēng)為 超重現(xiàn)象。,失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力(或 對(duì)懸掛物的拉力)小于物 體所受重力的情況稱(chēng)為 失重現(xiàn)象。,完全失重現(xiàn)象：當(dāng)物體對(duì)支持面的

5、 壓力 (或拉力) 等于 零時(shí)的狀態(tài)，叫做 完全失重現(xiàn)象。,,,1. 視重與真重,視重：物體對(duì)支持面的壓力或 對(duì)懸繩等拉力大小，叫 視重。,真重：物體的重力，叫真重。,二、進(jìn)一步認(rèn)識(shí),對(duì)超重與失重現(xiàn)象的理解：超重與失重僅僅是視重發(fā)

6、生改變，而物體的真重(即重力)不發(fā)生變化。,,2. 幾種常見(jiàn)的超重或失重現(xiàn)象 及其原理,注：超重現(xiàn)象或失重現(xiàn)象出現(xiàn) 在豎直方向的運(yùn)動(dòng)中。,豎直方向的運(yùn)動(dòng)有：,N=m(g+a),勻速上升或下降→a=0→不出現(xiàn)超重或失重現(xiàn)象。,,超重現(xiàn)象,向上,向上,減速下降,加速上升,合,Þ,>,Þ,Þ,Þ,þ,ý,ü,mg,N,F,a,N=m(g-a)

7、,失重現(xiàn)象,向下,向下,減速上升,加速下降,合,Þ,<,Þ,Þ,Þ,þ,ý,ü,mg,N,F,a,注意：所謂超重或失重本質(zhì)上是 研究支持力(或拉力) 與重 力大小的關(guān)系。,1. 物體對(duì)水平支持面的壓力，或者，水平支持面對(duì)物體的支持力，是否總等于物體所受的重力?在什么條件下，壓力或支持力等于物體所受的重力?,

8、,三、思考與討論,物體對(duì)豎直懸繩的拉力，或者，豎直懸繩對(duì)物體的拉力，是否總等于物體所受的重力?在什么條件下，拉力等于重力？,2. 某人舉重時(shí)手臂的最大承受能力為450N, 那么他在以5m/s2的加速度加速上升的過(guò)程中，最多能舉起多少千克的物體?(g=10m/s2),提示：最大承受能力即為視重大小，設(shè)最多能舉m千克的物體，則由牛頓第二定律得：,3. 討論：如果地面上的物體處于完全失重狀態(tài)，那么會(huì)有什么現(xiàn)象？,整體法與隔離法

9、的綜合應(yīng)用,,,1. 先整體后隔離,例1 如圖所示, 兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B緊靠再一起, 放在光滑的水平面上, 如果他們分別受到水平推力F1和F2, 而且F1> F2, 則A施于B的作用力大小為( ),A. F1 B. F2C. (F1+ F2) / 2 D. (F1- F2) / 2,,分析: 物體A和B加速度相同, 求它們

10、之間的相互作用力, 采取先整體后隔離的方法, 先求出它們共同的加速度, 然后再選取A或B為研究對(duì)象, 求出它們之間的相互作用力.,,解: 選取A和B整體為研究對(duì)象, 共同加速度a為:,再選取物體B為研究對(duì)象, 受力分析如圖所示, 根據(jù)牛頓第二定律: FN - F2=ma.,處理連接體問(wèn)題的方法: 整體法與隔離法. 要么先整體后隔離, 要么先隔離后整體.不管用什么方法解題, 所利用的規(guī)律都是牛頓運(yùn)動(dòng)定律.,例2 如圖所示

11、, A物體的質(zhì)量是 1 kg, 放在光滑的水平桌面上, 在下列兩種情況下, 物體A的加速度各是多少?,(1)用F=1N的力拉繩子; (2)在繩端掛一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的物體B(滑輪摩擦不計(jì), 繩子質(zhì)量不計(jì), g=10m/s2);,,,A,,,,,,,,,解: (1)對(duì)物體A, 由牛頓第二定律得加速度:,(2)對(duì)A、B組成的系統(tǒng), 由牛頓第二定律得:,由于A、B組成系統(tǒng)的加速度,對(duì)A, 由牛頓第二定

12、律得繩的拉力:,可見(jiàn), 只有當(dāng)mB<<mA時(shí), 可近似認(rèn)為F'=mBg.,,(1)解答問(wèn)題時(shí), 決不能把整體法和隔離法對(duì)立起來(lái), 而應(yīng)該把這兩種方法結(jié)合起來(lái), 從具體問(wèn)題的實(shí)際情況出發(fā), 靈活選取研究對(duì)象, 恰當(dāng)選擇使用隔離和整體法.,注 意,(2)在使用隔離法解題時(shí), 所選取的隔離對(duì)象可以使連接體中的某一部分物體, 也可以使連接體中的某一個(gè)物體 (包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的單個(gè)物體), 而這 “某

13、一部分” 的選取, 也應(yīng)根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況, 靈活處理.,,,,,,,,,,,,,,,,1. 如圖所示, 質(zhì)量為為50kg的人站在30kg的木板上, 通過(guò)定滑輪拉動(dòng)木板與人一起向左以加速度a=1m/s2勻加速運(yùn)動(dòng), 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2, 則人所受摩擦力的大小為_(kāi)_______N, 方向?yàn)開(kāi)__________(g=10m/s2),,鞏固提高,1. 如圖所示, 質(zhì)量為為50kg的人站在30kg的木板上, 通

14、過(guò)定滑輪拉動(dòng)木板與人一起向左以加速度a=1m/s2勻加速運(yùn)動(dòng), 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2, 則人所受摩擦力的大小為_(kāi)_______N, 方向?yàn)開(kāi)__________(g=10m/s2),70,水平向右,,鞏固提高,2. n個(gè)質(zhì)量都是m(kg) 的立方體放在光滑的水平桌面上, 若以大小為F的恒力推第一塊立方體. 試求:,,(1)作用在每個(gè)立方體上的合力;(2)第3個(gè)立方體作用于第4個(gè)立方體上的力.,,2. n

15、個(gè)質(zhì)量都是m(kg) 的立方體放在光滑的水平桌面上, 若以大小為F的恒力推第一塊立方體. 試求:,(1)作用在每個(gè)立方體上的合力;(2)第3個(gè)立方體作用于第4個(gè)立方體上的力.,3. 如圖所示, m1=m2=1kg, θ=37°, 固定斜面與m1之間的摩擦系數(shù)為0.25, m2離地0.8m, 求系統(tǒng)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng), 當(dāng)m2落地后, m1還能向上滑行多遠(yuǎn)? (g=10m/s2, sin37°=0.6),0.1