高中物理超重失重整体法

1、牛顿运动定律的综合应用知识点1超重和失重1.实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。(2)视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的 压力。2.超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重现象假念构体对支持 物的压力(或 对思拄物的 拉力)大T物 体所受理h 的现象物体对支持 物的需力(或 对悬挂物的 拉力广工物 体所受重力 的现象物体时支持物的 ，或刈出技物 的拉力；等于零的 现象产生条件物体的加速 度方向骏立 向上物体的加速 度方向我立响下物体的加速度方 向瞿直向下,大小

2、原理方程P mg iJia加月F= mawg - F nm F=0运动状态加速L升或减速下降加建下降或减速匕升以"一月如是卜降或减速匕升(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现 象时，物体的 重力依然存在，大小保持不变，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。(2)不管物体的加速度是不是竖直方向，只要加速度在竖直方向上有分量，物体就会超重或失重状态。(3)物体处于超重或失重状态，与物体速度方向无关。(4)完全失重的时候，物体并不处于受力平衡。(5)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如水银气压计

3、，托盘天平失 效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。3.判断超重和失重的方法(1)从受力的角度判断当物体受向上的拉力(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时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力 加速度时处于完全失重状态。(3)从速度变化角度判断物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。1 .减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。（）2 .根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。（）3 .物体处于超重或

4、失重状态，由加速度方向决定，与速度方向无关。（）思考：为什么宇航员在太空中处于完全失重的状态能够漂浮在太空舱里，而地面上完全失重的物体（如随 电梯自由下落的人）只能自由落体运动呢？例1.如图，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）,下列正确的是 （）A .在上升和下降过程A对B的压力一定为零B .上升过程中A对B的压力大于 A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力小于 A物体受到的重力D .在上升和下降过程中A对B的压力都等于 A物体受到的重力例2.（多选）用力传感器悬挂一钩码，一段时间后,钩码在拉力作用图所示中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则（）A.钩码的重力约为

5、4NB.钩码的重力约为2 NC.图中曲线，钩码处于超重状态的是A、D,失重状态的是 B、CD.图中曲线，钩码处于超重状态的是 A、B,失重状态的是 C、D例3.如图甲所示，在木箱内粗糙斜面上静止一个质量为m的物体，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图乙所示，物体始终相对斜面静止。斜面对物体的支持力和摩擦力分别为N和f,则下列说法正确的是（）A.在0ti时间内，N增大，f减小B.在0ti时间内，N减小，f增大C.在tit2时间内，N增大，f增大D .在tit2时间内,N减小，f减小例4. 一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为 aA. t= 2

6、 s时最大C. t = 8.5 s时最大B. t=2 s时最小D. t= 8.5 s时最小例5.（多选）如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲一起立的动作时记录的压力 F随时间t变化的图线。由图线可知该同学（）A.体重名勺为650 NB.做了两次下蹲 一起立的动作C.做了一次下蹲 一起立的动作，且下蹲后约 2 s起立D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态inflflHO040(1的正方向，则人对地板的压力例6.如图，升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时A.物块与斜面间的摩擦力减小C.物块相对于斜面减速下滑()B.物块与斜面

7、间的正压力增大D.物块相对于斜面匀速下滑知识点2整体法和隔离法(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对 整体列方程求解的方法。若系统内各个 物体加速度不相同，可利用牛顿第二定律对系统整体列式 (F合=巾21+由22+,)，减少未 知的内力，简化数学运算。(不推荐使用这种方法)(2)隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中 隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对 隔离出来的物体列方程求解的方法。(3)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的

8、作用力时，可以先用整体法求出加速度，然 后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。 即“先整体求加速度，后隔离求内力”。若已知物体之间的作用力，则“先隔离求加速度，后整体求外力”。(1)通过滑轮和绳的连接体问题：若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。绳跨过定滑轮，连接的 两物体虽然加速度大小相同但方向不同，故采用隔离法。(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般多是连接体(系统)中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。解题时，一般整体法、隔离法交替应用。(3)斜面体与上面物体组成的系统的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静 止时，解题时一般采用隔离法分析。整

9、体法和隔离法 叠加体和连接体问题例8.隔离法和整体法解决斜面模型1,物体沿相同高度，不同倾角的光滑斜面下滑，到最低点的速度和时间。(斜面固定在地面上)2,物体沿相同水平长度，不同倾角的光滑斜面下滑，到最低点的速度和时间。(斜面固定在地面上)3,如果斜面不是固定在地面上，计算斜面给地面的压力和摩擦力。4,如果斜面固定且粗糙，计算斜面给地面的压力和摩擦力。(考虑物体匀速/加速下滑)木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动，力F的最大值是（）A.2f m+ MMB.2f m+ Mm2f m MCM-L (m+M)gD.fm土业Lm例9.质量分别为m、2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面

10、间的动摩擦因数都相同。当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为xi,如图甲所示;当用同样大小的力 F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为 X2,如图乙所示；当用同样大小的力 F 沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为X3,如图丙所示，则Xi ： X2 ： X3等于（ ）A. 1 ： 1 ： 1B. 1 ： 2 ： 3C. 1 ： 2 ： 1D.无法确定例10.如图所示，一夹子夹住木块，在力 F作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m M夹子与例11.如图所示，物块 A、B的质量分别为 m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对

11、B施加向右的水平拉力 F,稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为I"若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推 A,稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为I2。则下列判断正确的是（）B.C.D.l1 I2弹簧的原长为两种情况下稳定时弹簧的形变量相等两种情况下稳定时两物块的加速度不相等弹簧的劲度系数为彳I1 l2A JWWVWV H例12.如图1所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得甲的加速度 a随拉力F变化的关系如图2所示。已知重力加速度g=10 m/s2,由图线可知（）A .甲的质量mA=2kgB .甲的质

12、量mA=6kgC.甲、乙间的动摩擦因数尸0.2D.甲、乙间的动摩擦因数 =0.6例13.如图3所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为曲，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为 物 则长木板ab受到地面的摩擦力大小为（）A. wMgB.以（m+M）g" -打C. 2mgD.国Mg+ .mg例14.如图所示，小球B放在真空容器 A内，球B的直径恰好等于正方体 A的边长，将它们以初速度vo竖直向上抛出，下列说法中正确的是 ()A.若不计空气阻力，上升过程中, B.若考虑空气阻力，上升过程中, C.若考虑空气阻

13、力，下落过程中, D.若不计空气阻力，下落过程中,A对B有向上的支持力A对B的压力向下B对A的压力向上B对A没有压力例15.薄木板长L=1m,质量M = 9kg在动摩擦因数用=0.1的水平地面上向右滑行，当木板速度vo = 2m/s时，在木板的右端轻放一质量m = 1kg的小铁块(可视为质点)如图所示，当小铁块刚好滑到木板左端时，铁块和木板达到共同速度。取g=10m/s2,求:(1)从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t;(2)小铁块与木板间的动摩擦因数比。【答案】(1)1s(2)0.08例16. 一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距

14、离为4.5 m,如图3-3-4(a)所示。t= 0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至 t=1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后 1 s时间内小物块的v -t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小 g取10 m/s2。求：(1)木板与地面间的动摩擦因数3及小物块与木板间的动摩擦因数1(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。【答案】(1)0.10.4(2)6.0 m (3)6.5 m课后作业1 .如图所示，吊篮 A,物体B、物体C的质量分别为 m、3m、2m。

15、B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计。B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间A.吊篮A的加速度大小为 gB.物体B的加速度大小为 gC .物体C的加速度大小为 2gD. A、B、C的加速度大小都等于 g2 .如图，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为起立”过程。关于她的实验现象，下列正确的是（）A.只有起立”过程，才能出现失重的现象B.只有下蹲”过程，才能出现超重的现象C.下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D.起立“、下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象3 . 2015年7

16、月的喀山游泳世锦赛中，我国名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠。她从跳台斜向上跳起,AB段匀加速下滑，在 BC段AB段和BC段滑动时的动段时间后落入水中，如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.她在空中上升过程中处于超重状态B.她在空中下落过程中做自由落体运动C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D.入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小4 .如图所示是滑梯简化图，一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑，在匀减速下滑，滑到 C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态。假设小孩在 摩擦因数分别为 阳和物AB与BC长度相等，则（）A .整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B .动摩擦因数 四+ 22= 2tan 0C