高一物理《超重和失重整體法與隔離法的綜合應用》課件

1、超重和失重,演示實驗：找一個用過的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶，在靠近底部的側面打一個洞，用手指按住洞，在里面裝上水。移開手指，水就從洞中射出來．這是為什么?如果放開手，讓罐子自由落下，在下落過程中，水會不會從洞中射出來?觀察所發(fā)生的現(xiàn)象并分析。,,,1. 現(xiàn)象： 升降機以0.5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機里的人質量是50kg，人對升降機地板的壓力是多大？如果照圖那樣，人站在升降機里的測力計上，測力計的示

2、數(shù)是多大？,一、超重和失重現(xiàn)象,分析：人在升降機中受到兩個力：重力G和地板的支持力F．升降機地板對人的支持力和人對升降機地板的壓力是一對作用力和反作用力，根據牛頓第三定律，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動. 取豎直向上為正方向, 根據牛頓第二定律得F-G = ma由此可得 F=G+ma=m(g+a) 代入數(shù)值得 F=515N

3、,根據牛頓第三定律，人對地板的壓力的大小也是515N，方向與地板對人的支持力的方向相反，即豎直向下．測力計的示數(shù)表示的是測力計受到的壓力，所以測力計的示數(shù)就是515N．此讀數(shù)大于物體的重力。→超重現(xiàn)象,討論：如果此升降機以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。→失重現(xiàn)象,,,,2. 超重與失重,超重現(xiàn)象：物體對支持物的

4、壓力(或 對懸掛物的拉力)大于物 體所受重力的情況稱為 超重現(xiàn)象。,失重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力(或 對懸掛物的拉力)小于物 體所受重力的情況稱為 失重現(xiàn)象。,完全失重現(xiàn)象：當物體對支持面的

5、 壓力 (或拉力) 等于 零時的狀態(tài)，叫做 完全失重現(xiàn)象。,,,1. 視重與真重,視重：物體對支持面的壓力或 對懸繩等拉力大小，叫 視重。,真重：物體的重力，叫真重。,二、進一步認識,對超重與失重現(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) 在豎直方向的運動中。,豎直方向的運動有：,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上是 研究支持力(或拉力) 與重 力大小的關系。,1. 物體對水平支持面的壓力，或者，水平支持面對物體的支持力，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,物體對豎直懸繩的拉力，或者，豎直懸繩對物體的拉力，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)，那么會有什么現(xiàn)象？,整體法與隔離法

9、的綜合應用,,,1. 先整體后隔離,例1 如圖所示, 兩個質量相同的物體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整體為研究對象, 共同加速度a為:,再選取物體B為研究對象, 受力分析如圖所示, 根據牛頓第二定律: FN - F2=ma.,處理連接體問題的方法: 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)律都是牛頓運動定律.,例2 如圖所示

11、, A物體的質量是 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)在繩端掛一個質量為0.1kg的物體B(滑輪摩擦不計, 繩子質量不計, g=10m/s2);,,,A,,,,,,,,,解: (1)對物體A, 由牛頓第二定律得加速度:,(2)對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A, 由牛頓第二定

12、律得繩的拉力:,可見, 只有當mB<<mA時, 可近似認為F'=mBg.,,(1)解答問題時, 決不能把整體法和隔離法對立起來, 而應該把這兩種方法結合起來, 從具體問題的實際情況出發(fā), 靈活選取研究對象, 恰當選擇使用隔離和整體法.,注 意,(2)在使用隔離法解題時, 所選取的隔離對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物體 (包含兩個或兩個以上的單個物體), 而這 “某

13、一部分” 的選取, 也應根據問題的實際情況, 靈活處理.,,,,,,,,,,,,,,,,1. 如圖所示, 質量為為50kg的人站在30kg的木板上, 通過定滑輪拉動木板與人一起向左以加速度a=1m/s2勻加速運動, 木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2, 則人所受摩擦力的大小為________N, 方向為___________(g=10m/s2),,鞏固提高,1. 如圖所示, 質量為為50kg的人站在30kg的木板上, 通

14、過定滑輪拉動木板與人一起向左以加速度a=1m/s2勻加速運動, 木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2, 則人所受摩擦力的大小為________N, 方向為___________(g=10m/s2),70,水平向右,,鞏固提高,2. n個質量都是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)作用在每個立方體上的合力;(2)第3個立方體作用于第4個立方體上的力.,,2. n

15、個質量都是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)作用在每個立方體上的合力;(2)第3個立方體作用于第4個立方體上的力.,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)由靜止開始運動, 當m2落地后, m1還能向上滑行多遠? (g=10m/s2, sin37°=0.6),0.1