粵教版高中物理必修第一冊第四章第六節(jié)失重和超重第七節(jié)力學(xué)單位課件

第六節(jié)失重和超重第七節(jié)力學(xué)單位第四章牛頓運動定律1．知道失重、超重和完全失重的現(xiàn)象及概念的生成．2．了解單位制、基本單位和導(dǎo)出單位，理解統(tǒng)一單位制的必要．3．掌握失重與超重的分析與判斷，并能處理實際問題．學(xué)習(xí)任務(wù)必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備知識點一失重和超重1．失重和超重現(xiàn)象(1)失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象．(2)超重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象．小于大于2．失重和超重現(xiàn)象的解釋(1)電梯靜止不動或做勻速直線運動時，人的加速度為零，此時人對電梯的壓力____人的重力．(2)當(dāng)電梯加速下降時，人的加速度方向____，根據(jù)牛頓第二定律可以得出：G－FN＝___，即FN＝______，此時人對電梯的壓力____人的重力，人處于____狀態(tài)．(3)當(dāng)電梯加速上升時，人的加速度方向____，根據(jù)牛頓第二定律可以得出：______＝___，即FN＝_______，此時人對電梯的壓力____人的重力，人處于____狀態(tài)．等于向下maG－ma小于失重向上FN－GmaG＋ma大于超重3．完全失重現(xiàn)象：如果一個物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為__，這種情況是失重現(xiàn)象中的極限，稱為________現(xiàn)象．例如：自由落體運動．提醒

失重和超重只是一種現(xiàn)象，重力并沒有變化．零完全失重體驗

1．(1)物體處于超重狀態(tài)時，是其重力增加了． (

)(2)物體不論是失重還是超重，都是測量值與重力大小關(guān)系的比較結(jié)果，而重力大小沒有變化． (

)(3)物體處于完全失重狀態(tài)時，其重力為零． (

)(4)物體處于超重或失重狀態(tài)時，其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時增大或減小了． (

)×√××知識點二力學(xué)單位1．單位制的意義(1)單位制是由________和________所組成的一系列完整的單位體制．(2)基本單位是可以____選定的，導(dǎo)出單位則是由_____________________確定的．基本單位導(dǎo)出單位任意定義方程式與比例系數(shù)2．國際單位制中的力學(xué)單位(1)國際單位制由7個________、2個________和19個具有專門名稱的________組成．(2)在國際單位制中，與力學(xué)有關(guān)的基本單位有三個：長度單位——_______、質(zhì)量單位——__________和時間單位——_______．其他與力學(xué)有關(guān)的物理量單位，都可以由這三個基本單位____．基本單位輔助單位導(dǎo)出單位米(m)千克(kg)秒(s)導(dǎo)出提醒

在計算題中，要使用同一個單位制中的單位．體驗

2．(1)一個物理量的單位若由兩個或兩個以上的基本單位的符號表示，則這個物理量的單位一定是導(dǎo)出單位． (

)(2)一般來說，物理公式主要確定各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了單位關(guān)系． (

)(3)凡是用比值定義法得到的物理量，其單位都是導(dǎo)出單位． (

)(4)空氣對運動物體的阻力正比于其速度，即f＝kv，其中k沒有單位．

(

)×√√√關(guān)鍵能力·情境探究達成如圖所示，某人乘坐電梯正在向上運動．(1)電梯啟動瞬間加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大還是小？電梯勻速向上運動時，人受到的支持力比其重力大還是?。?2)電梯將要到達目的地減速運動時加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大還是小？提示：(1)電梯啟動瞬間加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；電梯勻速向上運動時，人受到的合力為零，所以支持力等于重力．(2)減速運動時，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力．考點1失重和超重1．實重和視重(1)實重：物體實際所受的重力．物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變化．(2)視重：當(dāng)物體在豎直方向有加速度時(即ay≠0)，物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的重力，此時彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫物體的視重．2．超重與失重的分析比較項目加速度視重(F)與重力關(guān)系運動情況受力示意圖平衡a＝0F＝mg靜止或勻速直線運動項目加速度視重(F)與重力關(guān)系運動情況受力示意圖超重向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速，向下減速失重向下F＝m(g－a)＜mg向下加速，向上減速完全失重a＝gF＝0物體只在重力作用下的運動3．定量分析超重、失重問題的思路超重、失重問題本質(zhì)上就是牛頓第二定律的應(yīng)用問題，解題時仍應(yīng)抓住加速度這個關(guān)鍵量，具體方法是：(1)確定研究對象．(2)分析物體受力情況和加速度的大小、方向．(3)根據(jù)牛頓第二定律列式求解．【典例1】

(多選)如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上，電腦可描繪出物體對P的壓力F隨時間的變化圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運動狀態(tài)下由電腦獲得的F-t圖線，由圖線分析電梯的運動情況，下列結(jié)論中正確的是(

)A．由圖線K可知，此時電梯一定處于勻加速上升狀態(tài)B．由圖線L可知，此時電梯的加速度大小一定等于gC．由圖線M可知，此時電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D．由圖線N可知，此時電梯加速度的方向一定先向上后向下思路點撥：根據(jù)力大于或小于重力判定出超重還是失重，進而判定出加速度的方向．要根據(jù)題中提示來判定是上升還是下降．√√BD

[由圖線K可知，物體對P的壓力大于物體的重力，且逐漸增大，則支持力大于重力，且逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律知加速度方向豎直向上，且逐漸增大，故電梯加速度方向豎直向上，且在變化，A錯誤；由圖線L可知支持力的大小等于2mg，根據(jù)牛頓第二定律得F－mg＝ma，解得a＝g，方向豎直向上，B正確；由圖線M可知支持力等于重力，電梯可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，C錯誤；由圖線N可知支持力的大小先大于mg，再小于mg，根據(jù)牛頓第二定律知加速度的方向先向上再向下，D正確．]規(guī)律方法

判斷超重、失重狀態(tài)的方法(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度(包括斜向上)時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度(包括斜向下)時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)．(3)從運動的角度判斷，當(dāng)物體加速上升或減速下降時物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)物體加速下降或減速上升時物體處于失重狀態(tài)．[跟進訓(xùn)練]1．學(xué)校秋季運動會上，王輝同學(xué)跳高以背越式成功跳過了1.90m，如圖所示，則下列說法正確的是(

)A．王輝起跳時地面對他的支持力等于他的重力B．起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)C．起跳以后在下降過程中處于失重狀態(tài)D．起跳以后在下降過程中重力消失了√C

[起跳時做向上的加速運動，加速度向上，所以地面對他的支持力大于他的重力，選項A錯誤；起跳以后，只受重力作用，加速度一直保持豎直向下，所以一直處于失重狀態(tài)，選項C正確，B、D錯誤．]2．某興趣小組為研究超重與失重現(xiàn)象，在電梯中放置一臺體重計，一個質(zhì)量為53kg的學(xué)生站在體重計上，在電梯運動過程中，體重計示數(shù)如圖所示，則下列說法中正確的是(

)A．該學(xué)生處于超重狀態(tài)B．該學(xué)生處于失重狀態(tài)C．電梯一定向下運動D．電梯可能做勻速直線運動√A

[由題圖的體重計示數(shù)大于該學(xué)生的體重可知，該學(xué)生處于超重狀態(tài)，A正確，B錯誤；當(dāng)該學(xué)生處于超重狀態(tài)時，電梯加速向上運動或減速向下運動，C錯誤；當(dāng)該學(xué)生處于超重狀態(tài)時，電梯不可能做勻速直線運動，D錯誤．]考點2力學(xué)單位制1．單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制．2．國際單位制(1)1960年第十一屆國際計量大會通過了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫作國際單位制．(2)國際單位制中的七個基本量和相應(yīng)的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n，(ν)摩[爾]mol發(fā)光強度I，(Iv)坎[德拉]cd說明：厘米(cm)、千米(km)、小時(h)、分鐘(min)是基本量的單位，但不是國際單位制中的單位．3．單位制在計算中的應(yīng)用(1)單位制可以簡化計算過程計算時，首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，用國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位表示，這樣就可以省去計算過程中單位的代入，只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計算簡便．(2)單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計算結(jié)果肯定是錯誤的．(3)比較某個物理量不同值的大小時，必須先把它們的單位統(tǒng)一到同一單位制中，再根據(jù)數(shù)值來比較．【典例2】一列質(zhì)量為1.0×103t的列車，機車牽引力為3.5×105N，運動中所受阻力為車重的0.01倍．列車由靜止開始做勻加速直線運動，速度變?yōu)?80km/h需多長時間？此過程中前進了多遠距離？(g取10m/s2)思路點撥：把各單位都統(tǒng)一到國際單位制中，再由牛頓第二定律得加速度，由運動學(xué)公式得位移．

[答案]

200s

5km規(guī)律方法

單位制應(yīng)用中的兩點提醒(1)應(yīng)用物理公式解題時，要把各物理量的單位統(tǒng)一到同一單位制，一般統(tǒng)一為國際單位制．(2)物理公式中，有些比例系數(shù)有單位，例如公式F＝kx中的k，有些比例系數(shù)無單位，例如公式Ff＝μFN中的μ．[跟進訓(xùn)練]3．2018年11月13日－16日，第26屆國際計量大會(CGPM)在巴黎召開，會議通過了關(guān)于“修訂國際單位制(SI)”的1號決議．該決議是SI自1960年創(chuàng)建以來最為重大的變革，是科學(xué)進步的里程碑．根據(jù)決議，SI基本單位中有千克、安培、開爾文、摩爾4個被重新定義．以下單位中哪個不是力學(xué)單位的基本單位(

)A．米B．千克C．秒D．牛頓√D

[在國際單位制中力學(xué)的基本單位是“米”“千克”“秒”，而“牛頓”不是國際單位制中的基本單位，故選D．]學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測1．下列有關(guān)力學(xué)單位制的說法中正確的是(

)A．在有關(guān)力學(xué)的分析計算中，只能采用國際單位制單位，不能采用其他單位B．力學(xué)單位制中，選為基本單位的物理量有長度、質(zhì)量、速度C．力學(xué)單位制中，國際單位制的基本單位有g(shù)、m、sD．單位制中的導(dǎo)出單位可以用基本單位來表達√2．小芳在體重計上完成下蹲動作．下列F-t圖像能反映體重計示數(shù)隨時間變化的是(

)√A

BC

DC

[體重計的讀數(shù)為小芳所受的支持力大小，下蹲過程小芳的速度從0開始最后又回到0，因此小芳先加速運動后減速運動，加速度方向先向下后向上，即先失重后超重，所以支持力先小于重力，后大于重力，故選C．]3．(新情境題：以“機器人攀登”為背景，考查起重和失重)日本機器人展在橫濱對公眾開放，來自日本各地的40多家科研機構(gòu)和生產(chǎn)廠商展示了機器人領(lǐng)域的科研成果．如圖所示是日本機器人展媒體預(yù)展上一個小型機器人在表演垂直攀登．關(guān)于機器人在上升過程中細繩對手的拉力，以下說法正確的是(

)A．當(dāng)機器人高速向上攀爬時細繩對手的拉力比低速攀爬時大B．當(dāng)機器人減速上升時，機器人處于超重狀態(tài)C．當(dāng)機器人減速下降時，機器人處于失重狀態(tài)D．機器人加速下降過程中(a<g)，細繩對機器人的拉力小于其重力√D

[機器人對細繩的拉力與速度大小無關(guān)，只與是否有豎直方向上的加速度有關(guān)