超重与失重++瞬时问题.ppt

* 第3课时 超重与失重 瞬时问题 考点自清 一、超重和失重 1.超重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况. (2)产生条件:物体具有 的加速度. 2.失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况. (2)产生条件:物体具有 的加速度. 大于 向上 小于 向下 3.完全失重 (1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力) 的情况称为完全失重现象. (2)产生条件:物体的加速度a=g. 名师点拨 1.物体超重或失重时,仅是物体对悬挂物的拉力或水平支持物的压力的变化,物体所受的重力并没有变化. 2.物体处于超重状态或失重状态,与物体的速度没有关系,仅由加速度决定. 等于零 二、瞬时问题 研究某一时刻物体的 和 突变的关系称为力和运动的瞬时问题,简称“瞬时问题”.“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语:“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等. 受力 运动 热点聚焦 热点一 对超重和失重的理解 1.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系,下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系. F=0 完全失重 a的方向竖直向下a=g F=m(g-a) 失重 a的方向竖直向下 F=m(g+a) 超重 a的方向竖直向上 F=mg 不超重、不失重 a=0 视重(F) 超重、失重 运动情况 热点二 瞬时加速度的求解 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意两种模型的建立. 1.中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,且一根绳(或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向. (2)不可伸长:即无论绳子受力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变. 刚性杆、绳(线)或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型来处理. 2.中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等. (2)弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力. (3)由于弹簧和橡皮绳受力时,要恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变. 题型探究 题型1 瞬时问题 如图1甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.求解下列问题: (1)现将线L2剪断,求剪断L2的瞬间物体的加速度. (2)若将图甲中的细线L1换成长度相同,质量不计的轻弹簧,如图乙所示,其他条件不变,求剪断L2的瞬间物体的加速度. 变式练习1 在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1 kg的小球, 小球与水平轻弹簧及与 竖直方向成θ=45°角的 不可伸长的轻绳一端相连, 如图2所示.此时小球处于 静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10 m/s2.求: (1)此时轻弹簧的弹力大小为多少？ (2)小球的加速度大小和方向？ (3)当剪断弹簧的瞬间小球的加速度为多少？ 图2 答案 (1)10 N (2)8 m/s2 方向向左 (3)0 题型2 超重与失重的理解与应用 如图3所示,一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔 不让它漏水,假设容器在下 述几种运动过程中始终保 持平动,且忽略空气阻力,则 ( ) A.容器自由下落时,小孔向下漏水 B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下 漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水 C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水 D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏 水 图3 D 变式练习2 在电梯中,把一重物置于台秤上,台秤与力传感器相连,当电梯从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动,传感器的屏幕上显示出其受到的压力与时间的关系图象如图4所示,则 ( ) A.电梯在启动阶段约经历了2.5秒的加速上升过