超失重连接体问题

1、1.深化对超重和失重的理解，能熟练运用它解释一些现象。深化对超重和失重的理解，能熟练运用它解释一些现象。2. 加深加深对对连接体问题连接体问题的理解，灵活运用的理解，灵活运用整体法与隔离法整体法与隔离法解决解决连接体问题连接体问题重点：重点： 1.超重和失重及其理解。超重和失重及其理解。 2.连接体问题连接体问题及其处理。及其处理。难点：难点：整体法与隔离法的灵活应用整体法与隔离法的灵活应用 如图所示，是我国长征火箭把载人神如图所示，是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，请思考：舟飞船送上太空的情景，请思考： (1)火箭加速上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？火箭加速上升阶段，宇航员处

2、于超重还是失重状态？ (2)当火箭停止工作后上升阶段，宇航员处于超重还是失重当火箭停止工作后上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？状态？ 超重失重问题超重失重问题解析：解析：(1)火箭加速上升阶段，飞船具有向上的加速度，处于超重状态。火箭加速上升阶段，飞船具有向上的加速度，处于超重状态。(2)火箭停止工作后上升阶段，飞船具有向下的加速度，处于失重火箭停止工作后上升阶段，飞船具有向下的加速度，处于失重状态。状态。 超重、失重和完全失重比较超重、失重和完全失重比较超重现象超重现象失重现象失重现象完全失重完全失重概念概念物体对支持物的压物体对支持物的压力力(或对悬挂物的拉或对悬挂物的拉力力) 物体所

3、受物体所受重力的现象重力的现象物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂或对悬挂物的拉力物的拉力)_物体所受重力的物体所受重力的现象现象物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂或对悬挂物的拉物的拉力力)_ 的现象的现象大于大于小于小于等于零等于零产生产生条件条件物体的加速度物体的加速度方向方向_ 物体的加速度物体的加速度方向方向_ 物体的加速度物体的加速度方向方向 ，大小大小ag列原列原理式理式FmgmaFm(ga)mgFmaFm(ga)mgFmgF0运动运动状态状态加速上升、加速上升、_ 加速下降、加速下降、_ 自由落体运动、自由落体运动、竖直上抛运动向上向上向下向下向下向下减速下

4、降减速下降减速上升减速上升超重现象超重现象失重现象失重现象完全失重完全失重 例例1在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是正确的是 ()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重计对晓敏的支持力晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动电

5、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 审题指导审题指导解答本题时应注意以下三点：解答本题时应注意以下三点： (1)由体重计示数变化判断电梯的加速度方向；由体重计示数变化判断电梯的加速度方向； (2)由牛顿第二定律可求电梯的加速度；由牛顿第二定律可求电梯的加速度； (3)无法确定电梯的速度方向。无法确定电梯的速度方向。答案答案D变式训练变式训练1关于超重和失重的下列说法中，正确的是 () A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C物体具

6、有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化CD (1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。 (2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。不能确定其速度方向。 拓展延伸拓展延伸 如图所示如图所示, , 倾斜索道与水平面夹角为倾斜索道与水平面夹角为3737, ,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时, ,车厢的人对厢底车厢的人对厢底的压力为其重量的的压力为其重量的1.251.25倍倍

7、, ,那么车厢对人的摩擦力为其那么车厢对人的摩擦力为其体重的体重的( )( )A. A. 倍倍 B. B. 倍倍C. C. 倍倍 D. D. 倍倍41313445解析解析 当车厢沿钢索方向匀加速向上运动时当车厢沿钢索方向匀加速向上运动时, ,人与车厢具有相同的加速度为人与车厢具有相同的加速度为a,a,将将a a分解为水分解为水平方向分量平方向分量a a1 1和竖直方向分量和竖直方向分量a a2 2, ,如右图所示如右图所示, ,则则a a1 1=acos 37=acos 37=0.8a =0.8a a a2 2=asin 37=asin 37=0.6a =0.6a B对人受力分析如右图所示对人

8、受力分析如右图所示. .对人分别在水平方向和对人分别在水平方向和竖直方向应用牛顿第二定律列方程得竖直方向应用牛顿第二定律列方程得: :水平水平: :F Ff f= =mama1 1 竖直竖直: :F FN N- -mgmg= =mama2 2 由解得由解得: :F Ff f=0.8=0.8ma ma 将式代入数据得将式代入数据得: :1.251.25mgmg- -mgmg=0.6=0.6ma ma 由解得由解得: :31fmgF答案答案 B尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即直方向上有分量即ay0，物体就会出现超重或失

9、重状态。，物体就会出现超重或失重状态。 要点深化要点深化 1.两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体. 2.常见连接方式 ：用轻绳(弹簧、杆)连接直接接触靠摩擦接触连接体问题连接体问题3.3.求解连接体问题的方法：整体法与隔离法求解连接体问题的方法：整体法与隔离法 (1) 整体法整体法 当连接体内当连接体内(即系统内即系统内)各物体的各物体的 相同时，可相同时，可以把系统内的所有物体看成以把系统内的所有物体看成 ，分析其受力和运，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对动情况，运用牛顿第二定律对 列方程求解的方法。列方程求解的方法。 (2) 隔离法隔离法 当求系统内物体间当求系统内

10、物体间 时，常把某个物时，常把某个物体从系统中体从系统中 出来，分析其受力和运动情况，再用牛出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对顿第二定律对 出来的物体列方程求解的方法。出来的物体列方程求解的方法。加速度加速度一个整体一个整体整体整体相互作用的内力相互作用的内力隔离隔离隔离隔离 (3) 外力和内力外力和内力 如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的的作用力，这些力是该系统受到的 ，而系统内各，而系统内各物体间的相互作用力为物体间的相互作用力为 。外力外力内力内力相同材料的物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力

11、 F，使两物块作匀加速直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。FMm(1)(1)地面光滑，地面光滑，T=?T=? (2)(2)地面粗糙，地面粗糙，T=T=？解：（1）由牛顿第二定律，对整体可得：F=(M+m)a隔离m可得：T=ma联立解得：T=mF/(M+m)(2) 由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg =ma联立解得：T=mF/(M+m)FMmTFMmTf(3)竖直加速上升，竖直加速上升，T=?(4)斜面光滑，加速上升，斜面光滑，加速上升，T=?MmFmMF解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg=ma联立解

12、得：T=mF/(M+m)解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)gsin=(M+m)a隔离m可得：T-mgsin=ma联立解得：T=mF/(M+m)由上式可知：由上式可知：1. T 的大小与运动情况无关的大小与运动情况无关 (式中无式中无 a、v)2. T 的大小与的大小与无关无关(水平、斜面、竖直方向都适用）水平、斜面、竖直方向都适用）3. T 的大小与的大小与无关无关(光滑、粗糙皆可，只要光滑、粗糙皆可，只要相同）相同）T=mFm+ M变式训练变式训练2 2：如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平面上，现用水平拉力F拉m1，使m1

13、 和m2一起沿水平面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水平拉力F的最大值。 Fmm2 2mm1 1先分析m2 的受力情况：G2N2T22/8smmTa再分析m1m2整体受力情况：mm1 1 mm2 2GNFF =(m1+m2)a=24N整体法与隔离法的使用：整体法与隔离法的使用：外力内力加速度 a隔离法整体法1.求内力：先整体求加速度，后隔离求内力。2.求外力：先隔离求加速度，后整体求外力。 1.某人站在一台秤上，在此人迅速下蹲的过程中，台秤的读数( )A. 先变大后变小，最后等于人的重力B. 一直变大，最后等于人的重力C. 先变小后变大，最后等于人的重力D. 一直变小，最后等于人的重力巩

14、固提高巩固提高C C2.2.下列四个实验中，不能在绕地球飞行下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是的太空实验舱中完成的是( )( )A.A.用弹簧秤测物体的重力用弹簧秤测物体的重力B.B.用天平测物体的质量用天平测物体的质量C.C.用温度计测舱内的温度用温度计测舱内的温度D.D.用水银气压计测舱内气体的压强用水银气压计测舱内气体的压强ABDABD3.如右图所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为(C)4如右图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为( C)5.5.如图所示如图所示, ,不计绳的质量及绳与滑轮的摩不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体擦，物体A A的质量为的质量为M M, ,水平面光滑水平面光滑, ,当在绳当在绳