第4课时　牛顿运动定律的应用(一)(超重、失重、动力学图象)Y

第第4课时牛顿运动定律的应用课时牛顿运动定律的应用(一一)(超重、失重、动力学图象超重、失重、动力学图象)1知知道道超超重重和和失失重重现现象象的的原原因因，并并能能在在相相关关问问题中识别和直接应用题中识别和直接应用2能能识识别别动动力力学学图图象象，正正确确利利用用图图象象信信息息分分析析物物体体的的受受力力和和运运动动情情况况，并并借借助助图图象象分分析析求求解解问题问题 对超重和失重现象的进一步理解对超重和失重现象的进一步理解1只只有有在在平平衡衡条条件件下下，才才能能用用弹弹簧簧测测力力计计测测出出物物体体的的重重力力，因因为为此此时时弹弹簧簧测测力力计计对对物物体体的的拉拉力力的的大大小小恰恰好好等等于于它它的的重重力力，假假若若系系统统在在竖竖直直方方向向有有加加速速度度，那那么么弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数就就不不等等于于物物体体的的重重力力了了2发发生生“超超重重”或或“失失重重”现现象象与与物物体体的的速速度度的的方向无关，只决定于物体的加速度的方向方向无关，只决定于物体的加速度的方向3在在“完完全全失失重重”(ag，方方向向竖竖直直向向下下)的的状状态态，平平常常一一切切由由重重力力产产生生的的物物理理现现象象都都会会完完全全消消失失比比如如单单摆摆停停摆摆、液液体体不不再再产产生生向向下下的的压压强强、浸浸在在液液体体中的物体不受浮力等中的物体不受浮力等【例例1】在在升升降降电电梯梯内内的的地地板板上上放放一一体体重重计计，电电梯梯静静止止时时，晓晓敏敏同同学学站站在在体体重重计计上上，体体重重计计示示数数为为50 kg，电电梯梯运运动动过过程程中中，某某一一段段时时间间内内晓晓敏敏同同学学发发现现体体重重计计示示数数如如图图所所示示，在在这这段段时时间间内内下下列列说法中正确的是说法中正确的是()A晓敏同学所受的重力变小了晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体晓敏对体重计的压力小于体 重计对晓敏的支持力重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下，方向一定竖直向下 超超重重和和失失重重时时，物物体体的的重重力力并并没没有有变变化化，还还要要注注意意判判断断超超重重还还是是失失重重的的依依据据是是加加速速度度的的方方向向向向上上还还是是向向下下，而而不不是是速速度度的的方方向向针针对对训训练练11：将将金金属属块块用用压压缩缩的的轻轻弹弹簧簧卡卡在在一一个个矩矩形形箱箱子子中中，如如图图所所示示，在在箱箱子子的的上上顶顶板板和和下下底底板板装装有有压压力力传传感感器器，能能随随时时显显示示出出金金属属块块和和弹弹簧簧对对箱箱子子上上顶顶板板和和下下底底板板的的压压力力大大小小将将箱箱子子置置于于电电梯梯中中，随随电电梯梯沿沿竖竖直直方方向向运运动动当当箱箱子子随随电电梯梯以以a4.0 m/s2的的加加速速度度竖竖直直向向上上做做匀匀减减速速运运动动时时，上上顶顶板板的的传传感感器器显显示示的的压压力力为为4.0 N，下下底底板板的的传传感感器器显显示示的的压压力力为为10.0 N取取g10 m/s2，若若上上顶顶板板传传感感器器的的示示数数是是下下底底板板传传感感器器的的示示数数的的一一半半，则则升升降降机机的的运运动状态可能是动状态可能是()A匀加速上升，加速度大小为匀加速上升，加速度大小为5 m/s2B匀加速下降，加速度大小为匀加速下降，加速度大小为5 m/s2C匀速上升匀速上升 D静止状态静止状态 动力学中的图象问题动力学中的图象问题物物理理过过程程可可以以用用文文字字表表述述，还还可可以以用用物物理理图图象象描描述述，而而从从物物理理图图象象上上可可以以更更直直观观地地观观察察出出整整个个物物理理过过程程的的动动态态特特征征，能能鲜鲜明明地地表表示示物物理理量量之之间间的的依依赖赖关关系系用用图象解题可使解题过程简化，思路更清晰图象解题可使解题过程简化，思路更清晰在在高高中中动动力力学学图图象象问问题题中中常常见见的的类类型型有有：1.从从物物理理图图象象上上分分析析物物理理过过程程，即即利利用用图图象象所所给给的的信信息息，分分析析物物体体的的受受力力或或运运动动；2.将将物物理理过过程程表表述述为为物物理理图图象象，要要求求学学生生根根据据题题目目中中的的条条件件画画出出物物体体的的受受力力或或运运动动图图象象对对已已知知函函数数图图象象的的问问题题，一一要要弄弄清清图图象象斜斜率率、截截距距、交交点点、转转折折点点的的意意义义；二二要要注注意意应应用用物物理理规规律律列列出出与与图象对应的函数方程图象对应的函数方程【例例2】(2010年年辽辽宁宁锦锦州州市市模模拟拟)放放在在水水平平地地面面上上的的一一物物块块，受受到到方方向向不不变变的的水水平平推推力力F的的作作用用，F的的大大小小与与时时间间t的的关关系系和和物物块块速速度度v与与时时间间t的的关关系系如如图图所所示示取取重重力力加加速速度度g10 m/s2.由由此此两两图图线线可可以以求求得得物物块块的的质质量量m和和物物块块与与地地面面之之间间的动摩擦因数的动摩擦因数分别为分别为()Am1.5 kg，0.4 Bm0.5 kg，0.4Cm0.5 kg，0.2 Dm1 kg，0.2 图图象象问问题题中中要要充充分分利利用用图图象象中中所所包包含含的的信信息息，特特别别注注意意截截距距，斜斜率率在在图图象象中中表表示的意义示的意义针针对对训训练练21：如如图图(甲甲)所所示示，固固定定光光滑滑细细杆杆与与水水平平地地面面成成一一定定倾倾角角，在在杆杆上上套套有有一一个个光光滑滑小小环环，小小环环在在沿沿杆杆方方向向向向上上的的推推力力F作作用用下下向向上上运运动动.02 s内内推推力力的的大大小小为为5.0 N，2 s4 s内内推推力力的的大大小小变变为为5.5 N，小小环环运运动动的的速速度度随随时时间间变变化化的的规规律如图律如图(乙乙)所示，重力加速度所示，重力加速度g取取10 m/s2.求：求：(1)小环在加速运动时的小环在加速运动时的 加速度加速度a的大小；的大小；(2)小环的质量小环的质量m；(3)细杆与水平地面之间的夹角细杆与水平地面之间的夹角.(2010年年山山东东理理综综卷卷，16)如如图图(甲甲)所所示示，物物体体沿沿斜斜面面由由静静止止滑滑下下，在在水水平平面面上上滑滑行行一一段段距距离离后后停停止止，物物体体与与斜斜面面和和水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数相相同同，斜斜面面与与水水平平面面平平滑滑连连接接，图图(乙乙)中中v、a、f和和s分分别别表表示示物物体体速速度度大大小小、加加速速度度大大小小、摩摩擦擦力力大大小小和路程图和路程图(乙乙)中正确的是中正确的是()C 本本题题考考查查图图象象问问题题，解解题题关关键键在在于于弄弄清清速速度度、加加速速度度、路路程程及及摩摩擦擦力力随随时时间间的的变变化规律化规律(2010年年福福建建理理综综，16)质质量量为为2 kg的的物物体体静静止止在在足足够够大大的的水水平平地地面面上上，物物体体与与地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.2，最最大大静静摩摩擦擦力力与与滑滑动动摩摩擦擦力力大大小小视视为为相相等等从从t0时时刻刻开开始始，物物体体受受到到方方向向不不变变、大大小小呈呈周周期期性性变变化化的的水水平平拉拉力力F的的作作用用，F随随时时间间t的的变变化化规规律律如如图图所所示示重重力力加加速速度度g取取10 m/s2，则则物物体体在在t0至至t12 s这这段段时时间间的的位位移移大大小小为为()A18 m B54 m C72 m D198 mB本题考查牛顿运动定律的应用本题考查牛顿运动定律的应用物物体体受受周周期期性性变变力力作作用用，应应分分段段讨讨论论物物体体的的受力和运动情况受力和运动情况【例例题题】(能能力力题题)如如图图所所示示的的装装置置中中，重重4 N的的物物块块被被平平行行于于斜斜面面的的细细线线拴拴在在斜斜面面上上端端的的小小柱柱上上，整整个个装装置置保保持持静静止止，斜斜面面的的倾倾角角为为30，被被固固定定在在测测力力计计上上，如如果果物物块块与与斜斜面面间间无无摩摩擦擦，装装置置稳稳定定以以后后，当当细细线线被被烧烧断断物物块块下下滑滑时时，与与稳稳定定时时比比较较，测测力力计计的读数的读数(g10 m/s2)()A减小减小1 N B增加增加4 NC减小减小3 N D不变不变解解析析：因因系系统统部部分分失失重重，因因此此弹弹力力减减小小，FG失失mgsin2301 N，A正确正确答案：答案：A.