金棒夺冠物理一轮讲义(0003)公开课获奖课件

第二单元牛顿运动规律应用第4课时瞬时问题超重和失重必修1第三章力与运动第1页第2页基础回忆研究某一时刻物体____和________关系称为力和运动瞬时问题，简称“瞬时问题”．“瞬时问题”常常伴伴随这样某些标志性词语：“瞬间”、“忽然”、“猛地”、“刚刚”等．考点一瞬时问题答案：力加速度第3页要点深化1．变化瞬间、弹力未变像弹簧、橡皮条、皮筋等，这些物质两端连接其他物体．当其他力变化瞬间却不能引起这些物体弹力立即变化．原因是弹簧上弹力F＝kx，x变化需要一定期间，故瞬间x没有来得及变化，故弹力没来得及变化．2．变化瞬间、力也发生突变像绳、线、硬物质连接(或直接作用)物体，当其他力变化瞬间能引起这些物体弹力立即变化．这种状况下，这些物体上力变化较复杂，需要根据物体下一步运动趋势来分析判断．第4页基础回忆考点二超重和失重超重、失重和完全失重比较超重失重完全失重定义物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)______物体重力情况物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)______物体重力情况物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)______状态产生条件物体有方向______加速度物体有方向______加速度物体有方向______加速度，且a＝____.答案：不小于不不小于等于零向上向下向下g第5页要点深化1．对超重和失重深刻理解(1)超重：物体加速度方向是竖直向上．物体并不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动．失重：物体加速度方向是竖直向下．物体并不一定是竖直向下做加速运动，也可以是竖直向上做减速运动．(2)尽管物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay≠0就可以．当ay方向竖直向上时，物体处在超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处在失重状态．(3)当物体处在完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g加速度效果，不再产生其他效果．第6页(4)处在超重和失重状态下液体浮力公式分别为F浮＝ρV排(g＋a)和F浮＝ρV排(g－a)，处在完全失重状态下液体F浮＝0，即液体对浸在液体中物体不再产生浮力．2．对超重和失重理解应注意如下几点(1)物体处在超重或失重时，物体重力一直存在，在位置变化不大状况下，大小也没有变化．(2)发生超重或失重现象与物体速度无关，只决定于加速度大小和方向．(3)在完全失重状态下，平时一切由重力产生物理现象都会完全消失，如单摆停摆，天平失效，浸在水中物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等等．第7页第8页题型一瞬时问题探究分析瞬时加速度问题，重要抓住两个技巧：(1)分析瞬时前后受力状况及运动状态，列出对应规律方程．(2)紧抓轻绳模型中弹力可以突变、轻弹簧模型中弹力不能突变这个力学特性．一质量为m物体系于长度分别为l1、l2两根细线上，l1一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处在平衡状态．现将l2线剪断．第9页(1)求剪断瞬时物体加速度．(2)若将图1中细线l1改为长度相似、质量不计轻弹簧，如图2所示．求剪断l2瞬间物体加速度第10页解析：(1)细绳l2被剪断瞬间，绳拉力发生突变，由此小球将摆动知重力产生两个效果．一种分力量G1＝mgcosθ平衡绳l1拉力，即T1＝mgcosθ另一种切向分力G2＝mgsinθ，a＝＝gsinθ方向垂直绳l1斜向下．(2)若把细线L1换成轻弹簧，弹簧弹力不会发生突变，在剪断L1瞬间，弹簧大小和方向都不变，即此时物体所受合力与剪断前细绳l2拉力大小相等，由平衡条件可知：F合＝T2＝mgtanθ，得a＝gtanθ，方向水平向右．答案：(1)a＝gsinθ，方向垂直绳l1斜向下．(2)a＝gtanθ，方向水平向右．第11页题型训练1.(深圳联考)如右图所示，用倾角为30°光滑木板AB托住质量为m小球，小球用轻弹簧系住，当小球处在静止状态时，弹簧恰好水平．则当木板AB忽然向下撤离瞬间，小球加速度大小为()A．0B.gC．gD.g第12页解析：平衡时，小球受到三个力：重力mg、斜面支持力N和弹簧拉力T，如右图所示．忽然撤离木板时，支持力N忽然消失而其他力不变，因此T与重力mg合力F＝＝mg，产生加速度a＝＝g，B对旳．答案：B第13页题型二运用超重与失重观点解题当物体有向上加速度时，物体处在超重状态，体现为对水平面或挂绳压力、拉力增大，液体压强增大．当物体有向下加速度时，物体处在失重状态，体现为对水平面或挂绳压力、拉力减小，液体压强减小．运用超重和失重现象特点，可以使某些问题分析变得愈加轻易．(山东卷)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资箱子，如图所示．设投放初速度为零．箱子所受空气阻力与箱子下落速度平方成正比，且运动过程中箱子一直保持图示姿态．在箱子下落过程中．如下说法对旳是()第14页A．箱内物体对箱子底部一直没有压力B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到支持力最大C．箱子靠近地面时，箱内物体受到支持力比刚投下时大D．若下落距离足够长，箱内物体有也许不受底部支持力而“飘起来”第15页解析：由于箱子受到阻力，不是完全失重，因此箱内物体对支持面有压力，A错．由于箱子阻力和下落速度二次方成正比，因此阻力在开始阶段不停增大，若下落距离足够长，箱子最终将匀速运动，箱内物体受到支持力等于重力，因此B，D错误，正解选项为C.答案：C第16页题型训练2．如图所示，台秤上放一种装有水杯子，通过固定在台秤上支架用细线悬挂一小球，球所有浸没在水中，平衡时台秤示数为某一数值．今剪断悬线，在球下落但还没有抵达杯底过程中，若不计水阻力，则台秤示数将()A．变大B．变小C．不变D．不能鉴定第17页解析：由于小球在加速下降同步，可以等效地认为有与小球等体积“水球”向上加速运动，由于m球>m水，因此小球由于向下加速运动而带来失重效果不小于水球加速上升超重效果，故系统整体处在失重状态，对旳选项是B.答案：B第18页第19页警示不能理解两个刚性物体之间接触力会突变如右图所示，吊篮A、物体B、物体C质量相等，弹簧质量不计，B和C分别固定在弹簧两端，放在吊篮水平底板上静止不动．将悬挂吊篮轻绳剪断瞬间()A．吊篮A加速度大小为gB．物体B加速度大小为零C．物体C加速度大小为3g/2D．A、B、C加速度大小都等于g第20页错解：平衡时，箱子受到绳子拉力等于T＝3mg，C对它压力等于N＝2mg和自身重力mg.当轻绳剪断瞬间，弹簧弹力不变，则物体B加速度大小为零，B对旳；这样C对箱子压力也不变，同样，箱子对C支持力不变，故C加速度也为零，C错；绳子拉力消失，箱子A加速度则抵达(N＋mg)/m＝3g，故A错．综上所述D也错．故对旳选项为B.分析纠错：其实，