《北京专用2019届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重和失重课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京专用2019届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重和失重课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 两类动力学问题 超重和失重,知识梳理一、两类动力学问题 1.动力学的两类基本问题 (1)由受力情况分析判断物体的 运动情况 ; (2)由运动情况分析判断物体的 受力情况 。 2.解决两类基本问题的方法:以 加速度 为桥梁,由运动学公式和 牛顿第二定律 列方程求解。,二、超重和失重,1.实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态 无关 。 (2)视重:当物体在 竖直 方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的 拉力或对台秤的压力将不等于物体的 重力 。此时弹簧测力计的 示数或台秤的示数即视重。,2.超重、失重和完全失重的比较,1.一个原来静止的物体,质量是7 kg,受到14
2、 N的恒力作用,则5 s 末的速 度及5 s内通过的路程为 ( ) A.8 m/s 25 m B.2 m/s 25 m C.10 m/s 25 m D.10 m/s 12.5 m,答案 C 物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直 线运动。由牛顿第二定律和运动学公式得: a= = m/s2=2 m/s2, v=at=25 m/s=10 m/s, x= at2= 225 m=25 m。,C,2.人站在电梯中随电梯一起运动。下列过程中人处于超重状态的是 ( ) A.电梯加速上升 B.电梯加速下降 C.电梯匀速上升 D.电梯匀速下降,答案 A 电梯无论匀速上升还是匀速下降,加速度都等于0,
3、选项C、D 错。电梯加速上升,加速度竖直向上,为超重状态,电梯加速下降,加速度 竖直向下,为失重状态,选项A对B错。,A,3.质量为2 kg的物体在水平恒力F=4 N的作用下由静止开始沿水平面运 动,经时间2 s后撤去外力F,物体又经时间4 s后重新静止。求: (1)物体所受阻力大小。 (2)该过程物体发生的总位移。,答案 (1) N (2)8 m,解析 (1)以物体为研究对象分析受力,根据牛顿第二定律得: F-f=ma1 f=ma2 a1t1=a2t2 联立解得:f= N,a1= m/s2,a2= m/s2 (2)根据v=at得知撤去外力时的速度v= m/s,根据平均速度公式可知物 体的总位
4、移x= t= (t1+t2)=8 m,深化拓展,考点一 两类动力学问题,考点二 超重和失重,深化拓展 考点一 两类动力学问题 解决两类动力学问题的一般思路,1-1 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一 段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示。g取10 m/s2,求: (1)物体与水平面间的动摩擦因数; (2)水平推力F的大小; (3)010 s内物体运动位移的大小。,答案 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m,解析 (1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20、末速度 为v2t、加速度大小为a2,则 a2= =2 m/s2 设物体所受的摩擦力为F
5、f,根据牛顿第二定律,有 Ff=ma2 Ff=mg 解得= =0.2 (2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、 加速度大小为a1,则 a1= =1 m/s2,根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma1 解得F=mg+ma1=6 N (3)解法一 由匀变速直线运动位移公式,得 x=x1+x2=v10t1+ a1 +v20t2- a2 =46 m 解法二 根据v-t图像中图线与t轴所围的面积表示位移,得 x= m+ 48 m=46 m,1-2 (2016北京海淀期中,13)如图所示,一个质量m=10 kg的物体放在水 平地面上。对物体施加一个F =50 N的拉力,使物体
6、做初速度为零的匀 加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角=37,物体与水平地面间 的动摩擦因数=0.50,sin 37=0.60,cos 37=0.80,取重力加速度g= 10 m/s2。 (1)求物体运动的加速度大小; (2)求物体在 2.0 s末的瞬时速率; (3)若在 2.0 s末撤去拉力F,求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。,答案 (1)0.50 m/s2 (2)1.0 m/s (3)0.10 m,解析 (1)设物体受摩擦力为f,支持力为N 根据牛顿第三定律,物体对水平地面的正压力N=N 则有f=N 根据牛顿第二定律对物体有: 水平方向:F cos -f=ma 竖直方向:N+F s
7、in =mg 解得:a=0.50 m/s2 (2)根据运动学公式:v=at=1.0 m/s (3)设撤去拉力后物体滑行的最大距离为x 根据动能定理:-mgx=0- mv2 解得:x=0.10 m,1-3 如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面 成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物 块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m。已知斜面倾角=30,物 块与斜面之间的动摩擦因数= 。重力加速度g取10 m/s2。,(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。 (2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是
8、多少?,答案 (1)3 m/s2 8 m/s (2)30 N,解析 (1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学 公式得 L=v0t+ at2 v=v0+at 联立式,代入数据得 a=3 m/s2 v=8 m/s (2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为,受 力分析如图所示,由牛顿第二定律得,F cos -mg sin -Ff=ma F sin +FN-mg cos =0 又Ff=FN 联立式得 F= 由数学知识得,cos + sin = sin(60+) 由式可知对应F最小时与斜面间的夹角 =30 联立式,代入数据得F的最小值为 Fmin= N
9、,考点二 超重和失重,C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度,2-1 (2014北京理综,18,6分)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以 使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直 向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是 ( ) A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态,D,答案 D 物体由静止开始向上运动时,物体和手掌先一起加速向上,物 体处于超重状态,之后物体和手掌分离前,应减速向上,物体处于失重状 态,故A、B均错误。当物体和手分离时
10、,二者速度相同,又因均做减速运 动,故分离条件为a手a物,分离瞬间物体的加速度等于重力加速度,则手 的加速度大于重力加速度,选项D正确,C错误。,2-2 一座大楼中有一部直通高层的客运电梯,电梯的简化模型如图(1) 所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升,电梯的加速度a随时间t的变 化如图(2)所示。如图(1)所示,一质量为M的乘客站在电梯里,电梯对乘 客的支持力为F。根据a-t图像可以判断,力F大小不变,且FMg的时间 段为 ( ),A.18 s内 B.89 s内 C.1516 s内 D.1623 s内,D,答案 D FMg说明物体处于失重状态,此时物体的加速度方向向下, 且要求F恒定,则a恒定,由a-t图可知,只有1623 s 内满足此条件,故 D正 确。,
