2018版 第4章 第6節(jié) 超重和失重 第7節(jié) 力學單位

2021版第4章第6節(jié)超重和 失重第7節(jié)力學單位第六節(jié)超重和失重第七節(jié)力學單位知識脈絡學習目標1了解超重、失重和完全失重現象.了解單位制、根本單位制和導出單位.（重點）知道國際單位制中力學的三個根本物理量及單位.會根據條件判斷超重、失重現象，并會解釋一些相關的嗣下234單齒制何際單苗制實際現象.（重點、難點）I星念單位的導出單短I應用先填空1.超重和失重超重:物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的情況 稱為超重現象.（2）失重:物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小壬物體所受重力的情況 稱為失重現象.2. 超重和失重的解釋電梯靜止不動或做勻速直線運動時，人的加速度為零，此時人對電梯的 壓力等于人的重力.當電梯加速上升時，人的加速度方向向上，根據牛頓第二定律可以得出: fn6=加，即FN=G±ma，此時人對電梯的壓力大于人的重力，人處于超重 狀態(tài).當電梯加速下降時，人的加速度方向向下，根據牛頓第二定律可以得出:G_FN=mg,即FN=G_ma，此時人對電梯的壓力小于人的重力，人處于失重 狀態(tài).3完全失重現象如果一個物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）為零，這種情況是失重現 象中的極限，稱為完全失重現象例如：自由落體運動.再判斷1物體處于超重狀態(tài)時，是其重力增加了.（X）2人處于完全失重時，人的重力其實沒有變化.W）3 物體不管是失重還是超重，都是測量值與重力大小關系的比擬結果，而 重力大小沒有變化.（V）后思考小明在加速上升的電梯中稱體重時，發(fā)現體重明顯增加了（如圖4-6-1）小 明所受重力真的增加了嗎？為什么體重計的示數大于他的體重？圖 4-6-1【提示】 體重計的示數顯示的是人對秤的壓力示數的增加并不是體增加了，而是在電梯加速上升或減速下降時，人對體重計的壓力增加了.合作探討探討1：物體發(fā)生超重或失重時，物體的重力是否一定變化?【提示】不變化.物體的超或失重是測力計的示數發(fā)生了變化.而物體所受的重力沒有變化.探討2：發(fā)生失重的物體其速度方向一定是向下的嗎？【提示】 不一定.看物體是超重還是失重，是加速度的方向而不是速度 的方向，當加速度向下時，物體一定失重，而速度可能向上也可能向下.核心點擊1. 實重和視重（1）實重：物體實際所受的重力物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變 而變化.（2）視重：當物體在豎直方向有加速度時（即ayHO），物體對彈簧秤的拉力或第3頁對臺秤的壓力將不等于物體的重力，此時彈簧秤或臺秤的示數叫物體的視重.2超重與失重的分析比擬加速度視重(F)與 重力關系運動情況受力示意圖平衡a=0F=mg靜止或勻速直線運動F匚1叱超重向上F=m(g+a)>mg向上加速，向下減速失重向下F=m(g_a)Vmg向下加速，向上減速完全失重a=gF=0物體只在重力作用下的運動?1金屬小桶側面有一小孔A,當桶內盛水時，水會從小孔A中流出如果讓裝滿水的小桶自由下落，不計空氣阻力，那么在小桶自由下落過程中()圖 4-6-2A水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出B水不再從小孔噴出C水將以更大的速度噴出D.水將以較小的速度噴出【解析】 水桶自由下落，處于完全失重狀態(tài)，故其中的水也處于完全失重 狀態(tài)，對容器壁無壓力，故水不會流出，應選B.【答案】B2日本機器人展在橫濱對公眾開放，來自日本各地的40多家科研機構和 生產廠商展示了機器人領域的科研成果.如圖4-6-3所示是日本機器人展媒體預 展上一個小型機器人在表演垂直攀登關于機器人在上升過程中細繩對手的拉 第4頁力以下說法正確的選項是（）圖 4-6-3A當機器人高速向上攀爬時細繩對手的拉力比低速攀爬時大B當機器人減速上升時，機器人處于超重狀態(tài)C當機器人減速下降時，機器人處于失重狀態(tài)D機器人加速下降過程中（a<g）,細繩對機器人的拉力小于其重力【解析】機器人對細繩的拉力與速度大小無關只與是否有豎直方向上的加速度有關，那么A錯；機器人減速上升時，其加速度方向向下，處于失重狀 態(tài)，那么B錯；機器人減速下降時，其加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，那么C 錯；機器人加速下降過程中加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力，那么D對.【答案】D3. （多項選擇）“蹦極是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈性繩自迸肚高空P點自由下落，圖4-6-4中a點是彈性繩的原長位置，c點是人能到達的'U d上婦-1 最低點，點是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點下落到最低點c的過“程中（）圖 4-6-4A人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B. 在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D在c點，人的速度為零，其加速度為零【解析】 可通過以下表格對各選項逐一進行分析選項過程透析結論A人在Pa段只受重力作用，a=g,完全失重VB人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加 速度向下，失重VC人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加 速度向上，超重XD人到c點時，拉力最大，合力最大，加速度最大X【答案】AB判斷超重、失重狀態(tài)的方法1 從受力的角度判斷，當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài).2從加速度的角度判斷，當物體具有向上的加速度(包括斜向上)時處于超 重狀態(tài)，具有向下的加速度(包括斜向下)時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài).3從運動的角度判斷.當物體加速上升或減速下降時，物體處于超重狀態(tài)，當物體加速下降或減速上升時，物體處于失重狀態(tài).力學單位先填空1單位制的意義(1) 單位制是由根本單位和導出單位所組成的一系列完整的單位體制.(2) 根本單位是可以任意選定的，導出單位那么是由定義方程式與比例系數 確定的.2國際單位制中的力學單位(1)國際單位制由7個根本單位、2個輔助單位和19個具有專門名稱的導出 單位組成.在國際單位制中，與力學有關的根本單位有三個：長度單位一米(m)、 質量單位一一千克(kg)和時間單位秒s).其他與力學有關的物理量單位，都 可以由這三個根本單位導出.再判斷1 力學中的三個根本物理量為長度、質量、加速度.(X)2. 一個物理量的單位假設由兩個或兩個以上的根本單位的符號表示，那么 這個物理量的單位一定是導出單位.(V)3 般來說，物理公式主要確定各物理量之間的數量關系，也同時確定了 單位關系.(V)后思考檢驗一個公式是否正確，能否根據單位來判斷？【提示】 能.假設公式左右兩邊單位不同，那么此公式肯定錯誤假設公 式正確，其等號兩邊單位必定相同.合作探討探討1：在利用物理公式進行計算時，為什么要統(tǒng)一到國際單位?【提示】物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中在計算中可以省去單位的代入，只在最后寫上對應單位即可，使計算簡便探討2：能否利用單位制檢驗計算結果的正誤?【提示】 能.假設發(fā)現某公式單位上有問題或所求結果的單位與采用的單位制中該量單位不同，那么肯定有錯誤.核心點擊1. 對單位制的理解單位制包括國際單位制和常用單位制.國際單位制中選定長度(°、質量(m)、時間(0、電流(!)、熱力學溫度、 發(fā)光強度(7)、物質的量(n)七個量為根本物理量.國際單位制包括力學單位制和其他單位制；力學單位制中包括根本單位 和導出單位. 根本單位長度Z，單位：m；質量m，單位：kg；時間r，單位：s. 常用的導出單位速度何，由公式導出，單位：m/s.v v加速度(a),由公式0=七"導出，單位：m/s2.力(F),由公式F=ma導出，單位：N(kgm/s2)此外還有功、功率、壓強等等2. 單位制在計算中的應用單位制可以簡化計算過程計算時首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，用國際單位制中的根 本單位和導出單位表示，這樣就可以省去計算過程中單位的代入，只在數字后 面寫上相應待求量的單位即可，從而使計算簡便.(2) 單位制可檢査物理量關系式的正誤根據物理量的單位，如果發(fā)現某公式在單位上有問題，或者所求結果的單 位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計算結果肯定是錯誤的.(3) 比擬某個物理量不同值的大小時，必須先把它們的單位統(tǒng)一到同一單位 制中，再根據數值來比擬.4. (多項選擇)對下面的物理量和單位中的說法正確的選項是()密度牛米/秒加速度長度質量千克時間A. 屬于國際單位制中根本單位的是B. 屬于國際單位制中根本單位的是C. 屬于國際單位制中單位的是D. 屬于國際單位制中單位的是【解析】 注意物理量的名稱與單位名稱的區(qū)別，國際單位與國際單位制中的根本單位的區(qū)別密度、加速度、長度、質和時間不是單位的名稱，而是物理量的名稱.干克是國際單位制中的根本單位，牛、米/秒是國際單位制中的導出單位，都屬于國際單位.【答案】BC5. 在解一道計算題時(由字母表達結果的計算題)，一個同學解得位移s=FE+tj，用單位制的方法檢查，這個結果()A. 可能是正確的B. 定是錯誤的C. 如果用國際單位制，結果可能正確D. 用國際單位制，結果錯誤，如果用其他單位制，結果可能正確【解析】 可以將右邊的力耳時間t和質量m的單位代入公式看得到的單 位是否和位移用的單位一致；還可以根據F = ma ,a = VV，"：，全部都換成根本物理量的單位，就好判 斷了.s=2m（ti+t2），左邊單位是長度單位，而右邊單位推知是速度單位，所以結 果一定是錯誤的，單位制選用得不同，只影響系數，故A、C、D錯.【答案】B單位制在物理計算中的應用技巧1 題目中的物理量必須統(tǒng)一單位，T般是選取國際單位2.只有采用國際單位制，牛頓第二定律公式F=kma中的k才能取1.3當各物理量均采用國際單位，運用公式進行運算時，公式中的各不必 均寫上單位，只需在最后的數值后面寫上所求量的國際單位即可.