1、一、超重與失重 1視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)， 彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)叫做視重，其大小等于測(cè)力計(jì) 所受物體的 或臺(tái)秤所受物體的 2超重、失重與完全失重,拉力,壓力,二、整體法與隔離法 1整體法：當(dāng)系統(tǒng)中各物體的 相同時(shí)，我們可以把 系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等于各 物體的 當(dāng)整體受到的外力F已知時(shí)，可用 求出整體的加速度，這種處理問(wèn)題的思維方法叫 做整體法,加速度,質(zhì)量之和,第二定律,牛頓,2隔離法：從研究的方便出發(fā)，當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間 時(shí)，常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中“隔離”出來(lái) 進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連 接體問(wèn)題的思維方法叫做隔離法,相互

2、,作用的內(nèi)力,3外力和內(nèi)力 如果以物體系統(tǒng)為研究對(duì)象，受到系統(tǒng)之外的物體的作 用力，這些力是該系統(tǒng)受到的 ，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間 的相互作用力為 應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考 慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來(lái)作為研究對(duì)象，則 將轉(zhuǎn)換為隔離體的 ,外力,內(nèi)力,內(nèi)力,外力,1當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體受到的重力并沒(méi) 有變化所謂“超”和“失”，是指視重，“超”和 “失”的大小取決于物體的質(zhì)量和物體在豎直方向的 加速度 2物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，不在于物體向上 運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，而是取決于加速度方向是向上還 是向下,3完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要物體具 有豎直向下的等于g的加速度就處

3、于完全失重狀態(tài)例 如：不計(jì)空氣阻力的各種拋體運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞地球做勻速圓 周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星等，都處于完全失重狀態(tài) 在完全失重的狀態(tài)下，由于重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存 在了例如，物體對(duì)水平支持面沒(méi)有壓力，對(duì)豎直懸線 沒(méi)有拉力，不能用天平測(cè)物體的質(zhì)量，液柱不產(chǎn)生壓 強(qiáng)，在液體中的物體不受浮力等等,1由物體處于失重或超重狀態(tài)，可判斷加速度的方向?yàn)?向下或向上，但并不能確定運(yùn)動(dòng)物體的速度方向 2當(dāng)物體出現(xiàn)超重或失重時(shí)，物體的加速度不一定沿豎 直方向，但加速度一定有豎直方向的分量,1(2010山師附中模擬)下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述 中，正確的是 () A蕩秋千時(shí)當(dāng)秋千擺到最低位置時(shí)，人處于失重 狀態(tài) B列車(chē)在水

4、平直軌道上加速行駛，車(chē)上的人處于超 重狀態(tài) C在國(guó)際空間站內(nèi)的宇航員處于完全失重狀態(tài)，因 為這時(shí)候宇航員不受重力了 D電梯正在減速下降，人在電梯中處于超重狀態(tài),解析：當(dāng)秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)，人有向上的向心加速度，處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)；列車(chē)在水平直軌道上加速行駛，在豎直方向沒(méi)有加速度，因此車(chē)上的人不超重也不失重，B錯(cuò)；在國(guó)際空間站內(nèi)的宇航員處于完全失重狀態(tài)，但仍有重力作用，C錯(cuò)；電梯向下減速時(shí)，加速度的方向豎直向上，因此，人在電梯中處于超重狀態(tài)，D正確,答案：D,1選取隔離法與整體法的原則 (1)隔離法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體的加速度不相 同，且需要求物體之間的作用力，就需要把物體從系 統(tǒng)中隔離出

5、來(lái)，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力 情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求 解隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握,(2)整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度 (主要指大小)，且不需要求物體之間的作用力，就可以把 它們看成一個(gè)整體(當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn))來(lái)分析整體受到的外 力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量) (3)整體法、隔離法交替運(yùn)用的原則：若連接體內(nèi)各物體具有 相同的加速度，且要求物體之間的作用力，可以先用整體 法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng) 用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離 求內(nèi)力”,2涉及隔離法與整體法的具體問(wèn)題 (1)涉及

6、滑輪的問(wèn)題若要求繩的拉力，一般都必須采用隔 離法這類(lèi)問(wèn)題中一般都忽略繩、滑輪的重力和摩擦力， 且滑輪大小不計(jì)若繩跨過(guò)定滑輪，連接的兩物體雖然加 速度方向不同，但大小相同，也可以先整體求a的大小， 再隔離求FT. (2)固定在斜面上的連接體問(wèn)題這類(lèi)問(wèn)題一般多是連接體 (系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，即具有相同的加速度解題 時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法建立坐標(biāo)系時(shí)也要 考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或 者正交分解加速度,(3)斜面體(或稱為劈形物體、楔形物體)與在斜面體上物體組 成的連接體(系統(tǒng))的問(wèn)題這類(lèi)問(wèn)題一般為物體與斜面體 的加速度不同，其中最多的是物體具有加速度，而斜面體

7、 靜止的情況解題時(shí)，可采用隔離法，但是相當(dāng)麻煩，因 涉及的力過(guò)多如果問(wèn)題不涉及物體與斜面體的相互作 用，則采用整體法用牛頓第二定律求解,2(2010合肥月考)如圖331所示，在光滑水平面 上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1 m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)若用 大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小 為a1，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水 平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測(cè) 力計(jì)示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是 (),圖331,Aa1a2，F(xiàn)1F2Ba1a2，F(xiàn)1F2 Ca1a2，F(xiàn)1F2 Da1a2，F(xiàn)1F2,解析：以整體為研究對(duì)象，由牛

8、頓第二定律得： F(m1m2)a1(m1m2)a2 所以：a1a2 向右拉B時(shí)，對(duì)A分析：F1m1a1 向左拉A時(shí)，對(duì)B分析：F2m2a2 因m1m2所以F1F2.A項(xiàng)正確,答案：A,一質(zhì)量為m40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上電梯從t0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0到6 s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖332所示試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？(取重力加速度g10 m/s2),圖332,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)體重計(jì)的示數(shù)大小為小孩受到的支持力的大?。?(2)根據(jù)體重計(jì)示數(shù)與重力mg的大小關(guān)系確定小孩處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，從而確定加速度的方向； (3)由牛頓第二定律求出各

9、段時(shí)間內(nèi)的加速度； (4)電梯上升的高度為三段時(shí)間內(nèi)的位移和,課堂筆記由題圖可知，在t0到t12 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)大于mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動(dòng)設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為F1，電梯及小孩的加速度為a1，由牛頓第二定律，得F1mgma1 在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度h1 在t1到t25 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)等于mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動(dòng)，速度為t1時(shí)刻電梯的速度，即 v1a1t1 在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度 h2v1(t2t1) ,在t2到t36 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)小于mg，故電梯應(yīng)做向上的減速運(yùn)動(dòng)設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為F2，電梯及小孩的加速度為a2

10、，由牛頓第二定律得 mgF2ma2 在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度 h3v1(t3t2) a2(t3t2)2 電梯上升的總高度 hh1h2h3 由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得h9 m.,答案9 m,(1)認(rèn)真分析圖象，從中獲取相關(guān)信息 (2)抓好超重、失重的基本規(guī)律,(2010鹽城模擬)如圖333所示，固定在水平面上的斜面傾角37，木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m1.5 kg的小球B通過(guò)一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.50.現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面 下滑求在木塊下滑的過(guò)程中 小球?qū)δ緣KMN面的壓力 (取g10 m/s2，sin

11、370.6，cos370.8),思路點(diǎn)撥先以A、B為一整體，由牛頓第二定律求出一起下滑的加速度，再以B為研究對(duì)象隔離分析，應(yīng)用牛頓第二定律列式求解,課堂筆記由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動(dòng)將小球和木塊看做一個(gè)整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得 (Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a 代入數(shù)據(jù)得a2.0 m/s2 選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)MN面對(duì)小球的作用力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinFNma 代入數(shù)據(jù)得FN6.0 N 根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)N面的壓力大小為6.0 N，方向沿斜面向下,答案6.0 N方向沿

12、斜面向下,(1)本題中木塊A的質(zhì)量未知，但并不影響求解加速度 (2)求小球?qū)δ緣KA的MN面的壓力時(shí)，要用到牛頓第三定 律，這是解題過(guò)程中最容易忽視的問(wèn)題.,(18分)如圖334所示，質(zhì)量m1 kg的物塊放在傾角為的斜面上，斜面體質(zhì)量M2 kg，斜面與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，地面光滑，37.現(xiàn)對(duì)斜面體施加一水平推力F，要使物塊相對(duì)斜面靜止，力F應(yīng)為多大？(設(shè)物塊與斜面的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2),思路點(diǎn)撥用極限法把F推向兩個(gè)極端來(lái)分析：當(dāng)F較小(趨近于0)時(shí)，由于tan，因此，物塊將沿斜面加速下滑；若F較大(足夠大)時(shí)，物塊將相對(duì)斜面向上滑因此F不能太小，也不能太大，F(xiàn)的

13、取值有一個(gè)范圍,解題樣板(1)設(shè)物塊處于相對(duì)斜面下滑的臨界狀態(tài)(物塊恰好不下滑)時(shí)推力為F1.此時(shí)物塊受力如圖335(甲)所示取加速度a1方向?yàn)閤軸正方向，對(duì)m有： x方向：FN1sinFN1cosma1(2分) y方向：FN1cosFN1sinmg0(2分) 解兩式得：a14.78 m/s2(2分) 對(duì)整體有：F1(Mm)a1，F(xiàn)114.34 N(2分),(2)設(shè)物塊處于相對(duì)斜面向上滑的臨界狀態(tài)(物塊恰好不上滑)時(shí)推力為F2，此時(shí)物塊受力如圖335(乙)所示 取加速度a2方向?yàn)閤軸正方向，對(duì)m有： x方向：FN2sinFN2cosma2 (2分) y方向：FN2cosFN2sinmg0 (2

14、分) 解兩式得：a211.18 m/s2(2分) 對(duì)整體有：F2(Mm)a2，F(xiàn)233.54 N. (2分) 所以F的范圍為14.34 NF33.54 N. (2分),答案14.34 NF33.54 N,題中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語(yǔ)時(shí)， 往往會(huì)出現(xiàn)臨界現(xiàn)象，此時(shí)要采用極限分析法，看物體 有不同的加速度時(shí)，會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生，從而找出臨界 點(diǎn)，求出臨界條件,1(2010臨沂聯(lián)考)2008年北京奧運(yùn)會(huì) 女子蹦床決賽中，中國(guó)小將何雯娜 表現(xiàn)突出，為中國(guó)蹦床隊(duì)奪得首枚 奧運(yùn)會(huì)金牌在蹦床比賽中，運(yùn)動(dòng) 員利用彈性較大的水平鋼絲網(wǎng)，上 下彈跳關(guān)于運(yùn)動(dòng)員上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 的下列分析正確的是 (),圖

15、336,A運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程都處于失重狀態(tài) B運(yùn)動(dòng)員在空中上升過(guò)程處于超重狀態(tài)，下落過(guò)程處于失 重狀態(tài) C運(yùn)動(dòng)員與蹦床剛接觸的瞬間，是其下落過(guò)程中速度最大 的時(shí)刻 D從與蹦床接觸到向下運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員做 先加速后減速的變速運(yùn)動(dòng),解析：運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程，加速度均豎直向下，為失重狀態(tài)，A正確，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸的瞬間，加速度向下，正在向下加速，隨運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)蹦床的形變?cè)龃?，彈力增大，加速度變小到零后又向上增大，故C錯(cuò)誤，D正確,答案：AD,2美國(guó)“零重力公司”曾經(jīng)資助來(lái)自全美各地的大約250 名物理教師體驗(yàn)了一把“零重力”旅游在失重的那些 時(shí)間里，老師們將身體

16、撞向墻壁、天花板和地板，或是 相互撞成一團(tuán)，還有人試圖吃點(diǎn)糖果，或是抓住三維的 水滴有的老師甚至進(jìn)行了快速地稱物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn) 幾乎所有人還試圖扮成“超人”飛行的樣子，兩手往前 平伸，有3名教師甚至穿上了“超人”服“零重力”,旅游是一種新興的旅游項(xiàng)目，一架經(jīng)過(guò)特殊改裝的波音727 飛機(jī)載著乘客在高空反復(fù)交替做爬升和俯沖的動(dòng)作，以制造 瞬間的“零重力”狀態(tài)，乘客可以在地球上體驗(yàn)身處太空的 美妙感覺(jué)關(guān)于飛機(jī)上“零重力”的產(chǎn)生，下列說(shuō)法正確或 設(shè)想原理上可行的是 (),A飛機(jī)在勻速爬升時(shí)處于完全失重狀態(tài)產(chǎn)生“零重力” B飛機(jī)在經(jīng)過(guò)爬升到達(dá)弧形軌道最高點(diǎn)前后的一段時(shí)間內(nèi) 的運(yùn)動(dòng)，可視為是在豎直平面內(nèi)的圓

17、周運(yùn)動(dòng)，所以這 段時(shí)間是“零重力”的產(chǎn)生階段 C設(shè)想飛機(jī)通過(guò)最高點(diǎn)瞬間關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、收起機(jī)翼，忽略 空氣阻力，讓飛機(jī)做平拋運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生“零重力” D設(shè)想飛機(jī)豎直爬升時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、收起機(jī)翼，忽略空氣 阻力，讓飛機(jī)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生“零重力”,解析：“零重力”狀態(tài)指的就是完全失重狀態(tài)，在此狀態(tài)下，物體的加速度為g，方向豎直向下，A選項(xiàng)飛機(jī)勻速飛行，處于平衡狀態(tài)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、C、D選項(xiàng)中飛機(jī)的加速度都可以為g.,答案：BCD,3如圖337所示，A為電磁鐵，掛在支架C上，放到臺(tái)秤 的托盤(pán)中，在它的正下方有一鐵塊B，鐵塊B靜止時(shí)，臺(tái)秤 示數(shù)為G，當(dāng)電磁鐵通電后，在鐵塊被吸引上升的過(guò)程中， 臺(tái)秤的示數(shù)將

18、 () A變大 B變小 C大于G，但呈恒量 D先變大，后變小,解析：鐵塊被吸起上升的過(guò)程中，由于電磁鐵A對(duì)B的吸引 力越來(lái)越大，B做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)整個(gè)系 統(tǒng)而言，處于超重現(xiàn)象越來(lái)越明顯的狀態(tài)(可以認(rèn)為系統(tǒng) 重心也在做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng))，所以臺(tái)秤的示 數(shù)應(yīng)大于G，且不斷變大A選項(xiàng)正確,答案：A,4(2010臨沂模擬)如圖338所示， 彈簧測(cè)力計(jì)外殼質(zhì)量為m0，彈簧 及掛鉤的質(zhì)量忽略不計(jì)，掛鉤吊 著一質(zhì) 量為m的重物，現(xiàn)用一方 向豎直向上的外力F拉著彈簧測(cè) 力計(jì)，使其向上做勻加速直線運(yùn) 動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為 (),解析：彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于掛鉤對(duì)物體m的拉力F，對(duì)m、m0組成的整體：F(mm0)g(mm0)a，對(duì)m：Fmgma，可解得：F F，故D正確,答案：D,5(2010瑞安月考)如圖339所示，在水平地面上有A、 B兩個(gè)物體，質(zhì)量分別為mA3.0 kg和mB2.0 kg，它們 與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10.在A、B之間有一原 長(zhǎng)l15 cm、勁度系數(shù)k500 N/m的輕質(zhì)彈簧將它們連 接現(xiàn)分別用兩個(gè)方向相反的水平恒力F1、F2同時(shí)作用在 A、B兩物體上，已知F120 N，F(xiàn)210 N，取g10 m/s2. 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定