2018版 第4章 第6节 超重和失重 第7节 力学单位

2021版第4章第6节超重和 失重第7节力学单位第六节超重和失重第七节力学单位知识脉络学习目标1了解超重、失重和完全失重现象.了解单位制、根本单位制和导出单位.（重点）知道国际单位制中力学的三个根本物理量及单位.会根据条件判断超重、失重现象，并会解释一些相关的嗣下234单齿制何际单苗制实际现象.（重点、难点）I星念单位的导出单短I应用先填空1.超重和失重超重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况 称为超重现象.（2）失重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小壬物体所受重力的情况 称为失重现象.2. 超重和失重的解释电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的 压力等于人的重力.当电梯加速上升时，人的加速度方向向上，根据牛顿第二定律可以得出: fn6=加，即FN=Gma，此时人对电梯的压力大于人的重力，人处于超重 状态.当电梯加速下降时，人的加速度方向向下，根据牛顿第二定律可以得出:G_FN=mg,即FN=G_ma，此时人对电梯的压力小于人的重力，人处于失重 状态.3完全失重现象如果一个物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这种情况是失重现 象中的极限，称为完全失重现象例如：自由落体运动.再判断1物体处于超重状态时，是其重力增加了.（X）2人处于完全失重时，人的重力其实没有变化.W）3 物体不管是失重还是超重，都是测量值与重力大小关系的比拟结果，而 重力大小没有变化.（V）后思考小明在加速上升的电梯中称体重时，发现体重明显增加了（如图4-6-1）小 明所受重力真的增加了吗？为什么体重计的示数大于他的体重？图 4-6-1【提示】 体重计的示数显示的是人对秤的压力示数的增加并不是体增加了，而是在电梯加速上升或减速下降时，人对体重计的压力增加了.合作探讨探讨1：物体发生超重或失重时，物体的重力是否一定变化?【提示】不变化.物体的超或失重是测力计的示数发生了变化.而物体所受的重力没有变化.探讨2：发生失重的物体其速度方向一定是向下的吗？【提示】 不一定.看物体是超重还是失重，是加速度的方向而不是速度 的方向，当加速度向下时，物体一定失重，而速度可能向上也可能向下.核心点击1. 实重和视重（1）实重：物体实际所受的重力物体所受重力不会因物体运动状态的改变 而变化.（2）视重：当物体在竖直方向有加速度时（即ayHO），物体对弹簧秤的拉力或第3页对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重.2超重与失重的分析比拟加速度视重(F)与 重力关系运动情况受力示意图平衡a=0F=mg静止或匀速直线运动F匚1叱超重向上F=m(g+a)mg向上加速，向下减速失重向下F=m(g_a)Vmg向下加速，向上减速完全失重a=gF=0物体只在重力作用下的运动?1金属小桶侧面有一小孔A,当桶内盛水时，水会从小孔A中流出如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，那么在小桶自由下落过程中()图 4-6-2A水继续以相同的速度从小孔中喷出B水不再从小孔喷出C水将以更大的速度喷出D.水将以较小的速度喷出【解析】 水桶自由下落，处于完全失重状态，故其中的水也处于完全失重 状态，对容器壁无压力，故水不会流出，应选B.【答案】B2日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和 生产厂商展示了机器人领域的科研成果.如图4-6-3所示是日本机器人展媒体预 展上一个小型机器人在表演垂直攀登关于机器人在上升过程中细绳对手的拉 第4页力以下说法正确的选项是（）图 4-6-3A当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B当机器人减速上升时，机器人处于超重状态C当机器人减速下降时，机器人处于失重状态D机器人加速下降过程中（ag）,细绳对机器人的拉力小于其重力【解析】机器人对细绳的拉力与速度大小无关只与是否有竖直方向上的加速度有关，那么A错；机器人减速上升时，其加速度方向向下，处于失重状 态，那么B错；机器人减速下降时，其加速度方向向上，处于超重状态，那么C 错；机器人加速下降过程中加速度方向向下，处于失重状态，拉力小于重力，那么D对.【答案】D3. （多项选择）“蹦极是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自迸肚高空P点自由下落，图4-6-4中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的U d上妇-1 最低点，点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过“程中（）图 4-6-4A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B. 在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，其加速度为零【解析】 可通过以下表格对各选项逐一进行分析选项过程透析结论A人在Pa段只受重力作用，a=g,完全失重VB人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加 速度向下，失重VC人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加 速度向上，超重XD人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大X【答案】AB判断超重、失重状态的方法1 从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(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(包括斜向上)时处于超 重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态.3从运动的角度判断.当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态.力学单位先填空1单位制的意义(1) 单位制是由根本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制.(2) 根本单位是可以任意选定的，导出单位那么是由定义方程式与比例系数 确定的.2国际单位制中的力学单位(1)国际单位制由7个根本单位、2个辅助单位和19个具有专门名称的导出 单位组成.在国际单位制中，与力学有关的根本单位有三个：长度单位一米(m)、 质量单位一一千克(kg)和时间单位秒s).其他与力学有关的物理量单位，都 可以由这三个根本单位导出.再判断1 力学中的三个根本物理量为长度、质量、加速度.(X)2. 一个物理量的单位假设由两个或两个以上的根本单位的符号表示，那么 这个物理量的单位一定是导出单位.(V)3 般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，也同时确定了 单位关系.(V)后思考检验一个公式是否正确，能否根据单位来判断？【提示】 能.假设公式左右两边单位不同，那么此公式肯定错误假设公 式正确，其等号两边单位必定相同.合作探讨探讨1：在利用物理公式进行计算时，为什么要统一到国际单位?【提示】物理量的单位统一到国际单位制中在计算中可以省去单位的代入，只在最后写上对应单位即可，使计算简便探讨2：能否利用单位制检验计算结果的正误?【提示】 能.假设发现某公式单位上有问题或所求结果的单位与采用的单位制中该量单位不同，那么肯定有错误.核心点击1. 对单位制的理解单位制包括国际单位制和常用单位制.国际单位制中选定长度(、质量(m)、时间(0、电流(!)、热力学温度、 发光强度(7)、物质的量(n)七个量为根本物理量.国际单位制包括力学单位制和其他单位制；力学单位制中包括根本单位 和导出单位. 根本单位长度Z，单位：m；质量m，单位：kg；时间r，单位：s. 常用的导出单位速度何，由公式导出，单位：m/s.v v加速度(a),由公式0=七导出，单位：m/s2.力(F),由公式F=ma导出，单位：N(kgm/s2)此外还有功、功率、压强等等2. 单位制在计算中的应用单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的根 本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后 面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便.(2) 单位制可检査物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单 位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的.(3) 比拟某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位 制中，再根据数值来比拟.4. (多项选择)对下面的物理量和单位中的说法正确的选项是()密度牛米/秒加速度长度质量千克时间A. 属于国际单位制中根本单位的是B. 属于国际单位制中根本单位的是C. 属于国际单位制中单位的是D. 属于国际单位制中单位的是【解析】 注意物理量的名称与单位名称的区别，国际单位与国际单位制中的根本单位的区别密度、加速度、长度、质和时间不是单位的名称，而是物理量的名称.干克是国际单位制中的根本单位，牛、米/秒是国际单位制中的导出单位，都属于国际单位.【答案】BC5. 在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得位移s=FE+tj，用单位制的方法检查，这个结果()A. 可能是正确的B. 定是错误的C. 如果用国际单位制，结果可能正确D. 用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确【解析】 可以将右边的力耳时间t和质量m的单位代入公式看得到的单 位是否和位移用的单位一致；还可以根据F = ma ,a = VV，：，全部都换成根本物理量的单位，就好判 断了.s=2m（ti+t2），左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结 果一定是错误的，单位制选用得不同，只影响系数，故A、C、D错.【答案】B单位制在物理计算中的应用技巧1 题目中的物理量必须统一单位，T般是选取国际单位2.只有采用国际单位制，牛顿第二定律公式F=kma中的k才能取1.3当各物理量均采用国际单位，运用公式进行运算时，公式中的各不必 均写上单位，只需在最后的数值后面写上所求量的国际单位即可.