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1、第二讲两类动力学问题超重和失重第二讲两类动力学问题超重和失重一、单位制一、单位制1单位制：由单位制：由 单位和单位和 单位一起组成了单位制单位一起组成了单位制(1)基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们是是；它们的国际单位分别是；它们的国际单位分别是(2)导出单位：由导出单位：由 量根据物理关系推导出来的其他物理量的量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位单位基本基本导出导出长度、时间、质量长度、时间、质量米、秒、千克米、秒、千克基本基本2国际单位制中的基本物理量和基本单位国际单位制中的基本物理量和基本单位物理量名称物理量名称物
2、理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度l质量质量m时间时间t电流电流I安安(培培)热力学温度热力学温度T开开(尔文尔文)K物质的量物质的量n摩摩(尔尔)mol发光强度发光强度I坎坎(德拉德拉)cd米米m千克千克kg秒秒sA二、动力学的两类基本问题二、动力学的两类基本问题1已知受力情况求运动情况已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，已知物体的根据牛顿第二定律，已知物体的 ，可以求出物体的加，可以求出物体的加速 度 ； 再 知 道 物 体 的 初 始 条 件速 度 ； 再 知 道 物 体 的 初 始 条 件 ( 初 位 置 和 初 速 度初 位 置 和 初 速 度 ) ， 根
3、 据， 根 据 ，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况出了物体的运动情况2已知物体的运动情况，求物体的受力情况已知物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由根据物体的运动情况，由 可以求出加速度，再根据可以求出加速度，再根据 可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等受力情况受力情况运动学公式运动学公式运动学公式运动学公式牛顿第二定律牛顿第二定律三、超重和失重三、超重和失重1
4、超重超重(1)定义：物体对支持物的压力定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) 物体物体所受重力的情况所受重力的情况(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有 的加速度的加速度2失重失重(1)定义：物体对支持物的压力定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) 物体物体所受重力的情况所受重力的情况(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有 的加速度的加速度大于大于向上向上小于小于向下向下3完全失重完全失重(1)定义：物体对水平支持物的压力定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力或对竖直悬挂物的拉力) 的情况称为完全失重现象的情况称为完全失重现象(2
5、)产生条件：物体的加速度产生条件：物体的加速度ag.等于零等于零一、对超重和失重的进一步理解一、对超重和失重的进一步理解1不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重视重”改变改变2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.运动情况运动情况超重、失重超重、失重视重视重a0不超重、不失重不超重、不失重Fmga的方向竖直向上的方向竖直向上超重超重Fm(ga
6、)a的方向竖直向下的方向竖直向下失重失重Fm(ga)ag完全失重完全失重F03.物体处于超重或失重时的运动情况物体处于超重或失重时的运动情况(1)超重时，物体向上加速或向下减速；超重时，物体向上加速或向下减速；(2)失重时，物体向下加速或向上减速失重时，物体向下加速或向上减速4物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于的，其大小等于ma.(1)物体超重或失重时，加速度方向不一定沿竖直方向，只要加速物体超重或失重时，加速度方向不一定沿竖直方向，只要加速度有竖直向上的分量就是超重，加速度有竖直向下的分量就是失重度有竖直
7、向上的分量就是超重，加速度有竖直向下的分量就是失重(2)物体超重或失重时，加速度的大小不一定是恒定的物体超重或失重时，加速度的大小不一定是恒定的二、解答两类动力学问题的基本方法及步骤二、解答两类动力学问题的基本方法及步骤1分析流程图分析流程图2应用牛顿第二定律的解题步骤应用牛顿第二定律的解题步骤(1)明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体物体(2)分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析图，明确物体分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程的运动性质和运动过程(3)选取正方向或建立坐标系，通
8、常以加速度的方向为正方向或以选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向加速度方向为某一坐标轴的正方向(4)求合外力求合外力F. (5)根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律Fma列方程求解，必要时还要对结果进行列方程求解，必要时还要对结果进行讨论讨论(1)牛顿第二定律牛顿第二定律Fma在确定在确定a与与m、F的数量关系的同时，也确的数量关系的同时，也确定了三个量间的单位关系及定了三个量间的单位关系及a及及F间的方向关系间的方向关系(2)应用牛顿第二定律求应用牛顿第二定律求a时，可以先求时，可以先求F，再求，再求a，或先求各个力的，或先求各个力的加速度，再合成
9、求出合加速度加速度，再合成求出合加速度1.关于力学单位制说法中正确的是关于力学单位制说法中正确的是()Akg、m/s、N是导出单位是导出单位Bkg、m、J是基本单位是基本单位C在国际单位制中，质量的基本单位是在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是，也可以是gD只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma解析：解析：在力学单位制中，在力学单位制中，kg、m、s为基本单位，为基本单位，m/s、J和和N均为均为导出单位，导出单位，A、B均不正确；均不正确；g不是国际单位的基本单位，不是国际单位的基本单位，C不正确；只不正确；只有在国际单位制中
10、，有在国际单位制中，Fkma中的中的k才为才为“1”，牛顿第二定律的表达式才，牛顿第二定律的表达式才是是Fma，故只有，故只有D正确正确答案：答案：D2. 2010年中国跳水明星系列赛合肥站比赛中，何冲在男子年中国跳水明星系列赛合肥站比赛中，何冲在男子3米跳板米跳板决赛中获得第一名如右图所示何冲正在完成高难度的空中动作，下列决赛中获得第一名如右图所示何冲正在完成高难度的空中动作，下列分析正确的是分析正确的是()A何冲正处于完全失重状态何冲正处于完全失重状态B何冲此时不受重力作用何冲此时不受重力作用C从裁判的角度，何冲不能被视为质点从裁判的角度，何冲不能被视为质点D从观众的角度，何冲可以被视为质
11、点从观众的角度，何冲可以被视为质点答案：答案：AC3. (2010浙江理综浙江理综)如图所示，如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛初速度上抛(不计空气阻力不计空气阻力)下列说法正确的是下列说法正确的是()A在上升和下降过程中在上升和下降过程中A对对B的压力一定为零的压力一定为零B上升过程中上升过程中A对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力C下降过程中下降过程中A对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力D在上升和下降过程中在上升和下降过程中A对对B的压力等于的压力等于A物体受到的重力物体受到的重力解析：解析：对于对于A、
12、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，全失重状态，不论上升还是下降过程，A对对B均无压力，只有均无压力，只有A项正确项正确答案：答案：A4我国道路安全部门规定，在高速公路上行驶的汽车最大速度为我国道路安全部门规定，在高速公路上行驶的汽车最大速度为120 km/h，交通部门提供下列资料：，交通部门提供下列资料：资料一：驾驶员的反应时间：资料一：驾驶员的反应时间：0.30.6 s资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上两车间的安根据以上资料
13、，通过计算判断汽车行驶在高速公路上两车间的安全距离最接近全距离最接近()A100 mB200 mC300 m D400 m路面路面动摩擦因数动摩擦因数干沥青干沥青0.7干磁石干磁石0.60.7湿沥青湿沥青0.320.4解析：解析：当驾驶员的反应时间最长、路面的摩擦因数最小时对应当驾驶员的反应时间最长、路面的摩擦因数最小时对应的最长距离是安全距离的最长距离是安全距离v120 km/h33.3 m/s，反应时间，反应时间t0.6 s内位内位移移x1约为约为20 m；又；又mgma、a3.2 m/s2，x2v2/2a173 m；xx1x2193 m.答案：答案：B5.如图所示，物体沿斜面由静止滑下，
14、在水平面上滑行一段距离后如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接下图中接下图中v、a、Ff和和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程其中正确的是小和路程其中正确的是()解析：解析：物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为大小为Ff1mgcos ，做初速度为零的匀加速直线运动，其，做初速度为零的匀加速直线运动，其vt图象为图象为过原点的倾斜
15、直线，过原点的倾斜直线，A错，加速度大小不变，错，加速度大小不变，B错，其错，其xt图象应为一段图象应为一段曲线，曲线，D错；物体到达水平面后，所受摩擦力错；物体到达水平面后，所受摩擦力Ff2mgFf1，做匀减速，做匀减速直线运动，所以正确选项为直线运动，所以正确选项为C.答案：答案：C6如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于于M点，与竖直墙壁相切于点，与竖直墙壁相切于A点，竖直墙壁上另一点点，竖直墙壁上另一点B与与M的连线和水平的连线和水平面的夹角为面的夹角为60，C是圆环轨道的圆心已知在同一时刻，是圆环轨道的圆心已知在
16、同一时刻，a、b两球分两球分别由别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到运动到M点；点；c球球由由C点自由下落到点自由下落到M点则点则()Aa球最先到达球最先到达M点点Bb球最先到达球最先到达M点点Cc球最先到达球最先到达M点点 Db球和球和c球都可能最先到达球都可能最先到达M点点答案：答案：C一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则示，则()At3时刻火箭距地面最远时刻火箭距地面最远Bt2t3的时间内，火箭在向下降落的时间内，火箭在向下降落Ct1t2的时间内，火箭处于失重状态的时间内，火箭处于失重状态D0t3的时间内，火箭始终处于失重状态的时间内，火箭始终处于失重状态解析：解析：由速度图象可知，在由速度图象可知，在0t3内速度始终大于零，表明这段内速度始终大于零，表明这段时间内火箭一直在上升，时间内火箭一直在上升，t3时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，离地面最远，离地面最远，A正确，正确，B错误错误t1t2的时间内，火箭
