第六節(jié) 超重和失重 第七節(jié) 力學(xué)單位,第四章 力與運(yùn)動(dòng),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道超重、失重和完全失重現(xiàn)象，會(huì)根據(jù)條件判斷超重、失重現(xiàn)象. 2.會(huì)利用超重、失重知識(shí)解釋一些實(shí)際現(xiàn)象. 3.知道單位制、基本單位和導(dǎo)出單位的概念.明確國際單位制中力學(xué)的三個(gè)基本物理量及其單位. 4.知道物理運(yùn)算過程中單位的規(guī)范使用和表示方法.,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、超重、失重和完全失重 1.超重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受的重力的情況稱為超重現(xiàn)象. 2.失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受的重力的情況稱為失重現(xiàn)象. 3.完全失重現(xiàn)象：如果一個(gè)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為 ，這種情況是失重現(xiàn)象中的極限，稱為 現(xiàn)象.,大于,小于,零,完全失重,二、力學(xué)單位 1.單位制：由 單位和 單位所組成的一系列完整的單位體制. (1)基本單位是可以任意選定的. (2)導(dǎo)出單位是由定義方程式與比例系數(shù)確定的. 2.國際單位制中的力學(xué)單位 (1)基本單位 長度單位 、質(zhì)量單位 和時(shí)間單位 . (2)常見的導(dǎo)出單位 速度的單位為 ，加速度的單位為 ，力的單位為牛即 .,基本,導(dǎo)出,米(m),千克(kg),秒(s),米/秒(m/s),米/秒2(m/s)2,千克米/秒2(1 N1 kgm/s2),答案,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)超重就是物體受到的重力增加了.( ) (2)物體處于完全失重時(shí)，物體的重力就消失了.( ) (3)物體處于超重時(shí)，物體一定在上升.( ) (4)物體處于失重時(shí)，物體可能在上升.( ) (5)物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于超重狀態(tài).( ),答案,2.現(xiàn)有以下一些物理量和單位，按下面的要求選擇填空. A.密度 B.米/秒 C.牛頓 D.加速度 E.質(zhì)量 F.秒 G.厘米 H.長度 I.時(shí)間 J.千克 (1)屬于物理量的有_. 解析 此題中給定的選項(xiàng)內(nèi)，屬于物理量的有密度、加速度、質(zhì)量、長度、時(shí)間，故此空填“A、D、E、H、I”. (2)在國際單位制中，被選定的基本量有_. 解析 此題中給定的選項(xiàng)內(nèi)，在國際單位制中，被選定的基本量有質(zhì)量、長度、時(shí)間，故此空填“E、H、I”.,解析,A、D、E、H、I,E、H、I,答案,(3)在國際單位制中的基本單位有_，屬于導(dǎo)出單位的有_. (均選填字母的代號(hào)) 解析 此題中給定的選項(xiàng)內(nèi)，在國際單位制中是基本單位的有千克、秒，屬于導(dǎo)出單位的有米/秒、牛頓，故第一個(gè)空填“F、J”，第二個(gè)空填“B、C”.,解析,F、J,B、C,重點(diǎn)探究,一、超重和失重,導(dǎo)學(xué)探究 如圖1所示，某人乘坐電梯正在向上運(yùn)動(dòng). (1)電梯啟動(dòng)瞬間加速度方向向哪兒？人受到的支持力比其重力大還是?。侩娞輨蛩傧蛏线\(yùn)動(dòng)時(shí)，人受到的支持力比其重力大還是?。?答案 電梯啟動(dòng)瞬間加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；電梯勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人受到的合力為零，所以支持力等于重力.,圖1,答案,答案,(2)電梯將要到達(dá)目的地減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向向哪兒？人受到的支持力比其重力大還是??？ 答案 減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，支持力小于重力.,知識(shí)深化 1.視重：當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測力計(jì)所受到的拉力或臺(tái)秤所受到的壓力. 當(dāng)物體處于超重或失重時(shí)，物體的重力并未變化，只是視重變了.,2.超重、失重的比較,3.對(duì)超重、失重的理解 (1)物體處于超重還是失重狀態(tài)，只取決于加速度的方向，與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān). (2)發(fā)生超重和失重時(shí)，物體所受的重力并沒有變化. (3)發(fā)生完全失重現(xiàn)象時(shí)，與重力有關(guān)的一切現(xiàn)象都將消失.比如物體對(duì)支持物無壓力、擺鐘將停止擺動(dòng)，靠重力使用的儀器不能再使用(如天平).只受重力作用的一切拋體運(yùn)動(dòng)，都處于完全失重狀態(tài).,例1 (多選)在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖2所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說法正確的是,答案,解析,圖2,A.曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B.曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于曉敏的重力 C.電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D.電梯的加速度大小為 (g為重力加速度)，方向一定豎直向下,解析 曉敏在這段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A錯(cuò)誤，B正確； 人處于失重狀態(tài)，加速度向下，運(yùn)動(dòng)方向可能向上減速，也可能向下加速，故C錯(cuò)誤； 以豎直向下為正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得a ，方向豎直向下，故D正確.,答案,針對(duì)訓(xùn)練 如圖3所示，在教室里某同學(xué)在體重計(jì)上研究超重與失重.她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程.關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法中正確的是 A.只有“起立”過程，才能出現(xiàn)失重的現(xiàn)象 B.只有“下蹲”過程，才能出現(xiàn)超重的現(xiàn)象 C.“下蹲”的過程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象 D.“起立”“下蹲”的過程，都能出現(xiàn)超重和失重的現(xiàn)象,解析,圖3,解析 “下蹲”過程中，人先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，所以先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；“起立”過程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng)，后向上做減速運(yùn)動(dòng)，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確.,例2 在電梯中，把一重物置于臺(tái)秤上，臺(tái)秤與力傳感器相連，當(dāng)電梯從靜止起加速上升，然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，最后停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的熒屏上顯示出其受的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖4所示.試由此圖回答問題：(g取10 m/s2),圖4,(1)該物體的重力是多少？電梯在超重和失重時(shí)物體的重力是否變化？,答案 30 N 不變,解析 根據(jù)題意4 s到18 s物體隨電梯一起勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件及牛頓第三定律知： 臺(tái)秤受的壓力和物體的重力相等，即G30 N； 根據(jù)超重和失重的本質(zhì)得：物體的重力不變,答案,解析,(2)算出電梯在超重和失重時(shí)的最大加速度分別是多大？,答案 6.67 m/s2 6.67 m/s2,答案,解析,二、單位制的理解,導(dǎo)學(xué)探究 如圖5，某運(yùn)動(dòng)員的最快速度可以達(dá)到10 m/s，某人騎助力車的速度為35 km/h.,圖5,(1)某同學(xué)僅憑所給兩個(gè)速度的數(shù)值能否 判斷運(yùn)動(dòng)員的速度與助力車的速度的大小關(guān)系？ 答案 不能,(2)你能比較以上兩個(gè)速度的大小關(guān)系嗎？以上兩個(gè)速度哪個(gè)大？ 答案 能.10 m/s36 km/h>35 km/h，所以運(yùn)動(dòng)員的速度較大.,答案,知識(shí)深化 國際單位制 1.組成：國際單位制是由7個(gè)基本單位、2個(gè)輔助單位和19個(gè)具有專門名稱的導(dǎo)出單位組成. 2.國際單位制中選定長度(l)、質(zhì)量(m)、時(shí)間(t)、電流(I)、熱力學(xué)溫度(T)、發(fā)光強(qiáng)度(I)、物質(zhì)的量(n)七個(gè)量為基本量.,3.力學(xué)單位,例3 (多選)關(guān)于國際單位制，下列說法中正確的是 A.在力學(xué)單位制中，若采用cm、g、s作為基本單位，力的單位是牛(N) B.在力學(xué)中，力是基本概念，所以力的單位“牛頓”是力學(xué)單位的基本 單位 C.各物理量采用國際單位制中的單位，通過物理公式運(yùn)算的結(jié)果的單位 一定為國際單位制中的單位 D.千克米/秒2、米/秒都屬于力的國際單位,答案,例4 在解一道計(jì)算題時(shí)(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題)一個(gè)同學(xué)解得位移s (t1t2)，用單位制的方法檢查，這個(gè)結(jié)果 A.可能是正確的 B.一定是錯(cuò)誤的 C.如果用國際單位制，結(jié)果可能正確 D.用國際單位制，結(jié)果錯(cuò)誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確,解析,答案,單位制的應(yīng)用 1.單位制可以簡化計(jì)算過程 計(jì)算時(shí)首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，用國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位表示，這樣就可以省去計(jì)算過程中單位的代入，只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計(jì)算更簡便. 2.推導(dǎo)物理量的單位：根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位. 3.單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤 根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計(jì)算結(jié)果肯定是錯(cuò)誤的.,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,1.(超重和失重問題的分析)如圖6所示為一物體隨升降機(jī)由一樓運(yùn)動(dòng)到某高層的過程中的vt圖象，則,答案,解析,4,圖6,A.物體在02 s處于失重狀態(tài) B.物體在28 s處于超重狀態(tài) C.物體在810 s處于失重狀態(tài) D.由于物體的質(zhì)量未知，所以無法判斷超重、失重狀態(tài),解析 從加速度的角度判斷，由題意知02 s物體的加速度方向豎直向上，則物體處于超重狀態(tài)；28 s物體的加速度為零，物體處于平衡狀態(tài)；810 s物體的加速度方向豎直向下，則物體處于失重狀態(tài)，故C正確.,2.(單位制的應(yīng)用)雨滴在空氣中下落，當(dāng)速度比較大的時(shí)候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即fkSv2，則比例系數(shù)k的單位是 A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m,解析,1,2,3,4,答案,答案,解析,1,2,3,4,3.(對(duì)單位制的理解)(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，下列說法正確的是 A.kg、m/s、N是導(dǎo)出單位 B.kg、m、s是基本單位 C.在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是g D.只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是Fma,1,2,3,4,解析 所謂導(dǎo)出單位，是利用物理公式和基本單位推導(dǎo)出來的，力學(xué)中的基本單位只有三個(gè)，即kg、m、s，其他單位都是由這三個(gè)基本單位推導(dǎo)出來的，如“牛頓”(N)是導(dǎo)出單位，即1 N1 kgm/s2(Fma)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確. 在國際單位制中，質(zhì)量的單位只能是kg，C項(xiàng)錯(cuò)誤. 在牛頓第二定律的表達(dá)式中，F(xiàn)ma(k1)只有在所有物理量都采用國際單位制時(shí)才能成立，D項(xiàng)正確.,4.(超重、失重和完全失重的有關(guān)計(jì)算)質(zhì)量是60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖7所示.重力加速度g取10 m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，求體重計(jì)的示數(shù)(單位符號(hào)用N來表達(dá)). (1)勻速上升；,答案,解析,1,2,3,4,圖7,解析 勻速上升時(shí)：由平衡條件得：FN1mg600 N， 由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)的壓力為600 N，即體重計(jì)示數(shù)為600 N.,答案 600 N,(2)以4 m/s2的加速度加速上升；,答案,解析,1,2,3,4,解析 加速上升時(shí)，由牛頓第二定律得： FN2mgma2， FN2mgma2840 N 由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)的壓力為840 N， 即體重計(jì)示數(shù)為840 N.,答案 840 N,(3)以5 m/s2的加速度加速下降.,答案,解析,1,2,3,4,解析 加速下降時(shí)，由牛頓第二定律得： mgFN3ma3， FN3mgma3300 N， 由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)的壓力為300 N， 即體重計(jì)示數(shù)為300 N.,答案 300 N,