新高考物理一轮复习分层提升练习专题15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题（原卷版）.doc

专题15超重失重、等时圆和动力学两类基本问题

导练目标

导练内容

目标1

超重失重

目标2

动力学两类基本问题

目标3

等时圆模型

【知识导学与典例导练】

超重失重

1．判断超重和失重现象的三个角度

(1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。

(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态；具有向下的加速度时处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。

(3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。

2．对超重和失重问题的三点提醒

(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。

(2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。

(3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。

【例1】阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828m，也被称为世界第一高楼．若电梯在运动过程中只受本身的重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速度a与时间t的关系如图所示，则下列相关说法正确的是（）

A．t＝6s时，电梯处于失重状态

B．7～53s时间内，绳索拉力最小

C．t＝59s时，电梯处于超重状态

D．t＝60s时，电梯速度恰好为0

动力学两类基本问题

1.解决动力学两类问题的两个关键点

(1)把握“两个分析”“一个桥梁”

找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,

可画位置示意图确定位移之间的联系。

2．两类动力学问题的解题步骤

【例2】如图甲所示，物块的质量m＝1kg，初速度v0＝10m/s，在一水平向左的恒力F作用下，从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，大小不变，则整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示（取g＝10m/s2），则下列说法正确的是（）

A．0～5s内物块做匀减速运动

B．在t＝1s时刻恒力F反向

C．恒力F大小为10N

D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.4

【例3】如图甲所示，一个质量为1kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，SKIPIF10时刻对物体施加一个水平向左、大小恒为SKIPIF10的力SKIPIF10，同时在竖直方向施加一竖直向下的力SKIPIF10，力SKIPIF10的大小随时间变化的关系如图乙所示，取重力加速度大小为SKIPIF10，则下列说法正确的是（）

A．SKIPIF10内物体的加速度大小为SKIPIF10 B．SKIPIF10内物体运动的最大速度为SKIPIF10

C．SKIPIF10内物体的平均速度大小为SKIPIF10 D．SKIPIF10内物体的位移大小为SKIPIF10

等时圆模型

1.圆周内同顶端的斜面

如图所示，在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点，底端都落在该圆周上。

由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得：t1＝t2＝t3。

2.圆周内同底端的斜面

如图所示，在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的底端都在竖直圆周的最低点，顶端都源自该圆周上的不同点。同理可推得：t1＝t2＝t3。

双圆周内斜面

如图所示，在竖直面内两个圆中，两圆心在同一竖直线上且两圆相切。各斜面过两圆的公共切点且顶端源自上方圆周上某点，底端落在下方圆周上的相应位置。可推得t1＝t2＝t3。

【例4】如图所示，倾角为SKIPIF10的斜面固定在水平地面上，由斜面上方A点伸出三根光滑轻杆至斜面上B、C、D三点，其中轻杆AC与斜面垂直，且SKIPIF10，把可看成质点的质量为m的圆环依次从A点沿杆AB、AC、AD由静止滑下，滑到斜面用时分别为SKIPIF10