1、第六节 超重和失重 第七节 力学单位,第四章 力与运动,学习目标 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象. 2.会利用超重、失重知识解释一些实际现象. 3.知道单位制、基本单位和导出单位的概念.明确国际单位制中力学的三个基本物理量及其单位. 4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、超重、失重和完全失重 1.超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受的重力的情况称为超重现象. 2.失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体
2、所受的重力的情况称为失重现象. 3.完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为 ，这种情况是失重现象中的极限，称为 现象.,大于,小于,零,完全失重,二、力学单位 1.单位制：由 单位和 单位所组成的一系列完整的单位体制. (1)基本单位是可以任意选定的. (2)导出单位是由定义方程式与比例系数确定的. 2.国际单位制中的力学单位 (1)基本单位 长度单位 、质量单位 和时间单位 . (2)常见的导出单位 速度的单位为 ，加速度的单位为 ，力的单位为牛即 .,基本,导出,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
3、/s2),答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)超重就是物体受到的重力增加了.( ) (2)物体处于完全失重时，物体的重力就消失了.( ) (3)物体处于超重时，物体一定在上升.( ) (4)物体处于失重时，物体可能在上升.( ) (5)物体做竖直上抛运动时，处于超重状态.( ),答案,2.现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空. A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量 F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间 J.千克 (1)属于物理量的有_. 解析 此题中给定的选项内，属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”. (2)在国际单
4、位制中，被选定的基本量有_. 解析 此题中给定的选项内，在国际单位制中，被选定的基本量有质量、长度、时间，故此空填“E、H、I”.,解析,A、D、E、H、I,E、H、I,答案,(3)在国际单位制中的基本单位有_，属于导出单位的有_. (均选填字母的代号) 解析 此题中给定的选项内，在国际单位制中是基本单位的有千克、秒，属于导出单位的有米/秒、牛顿，故第一个空填“F、J”，第二个空填“B、C”.,解析,F、J,B、C,重点探究,一、超重和失重,导学探究 如图1所示，某人乘坐电梯正在向上运动. (1)电梯启动瞬间加速度方向向哪儿？人受到的支持力比其重力大还是小？电梯匀速向上运动时，人受到的支持力比
5、其重力大还是小？ 答案 电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；电梯匀速向上运动时，人受到的合力为零，所以支持力等于重力.,图1,答案,答案,(2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度方向向哪儿？人受到的支持力比其重力大还是小？ 答案 减速运动时，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.,知识深化 1.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”，大小等于弹簧测力计所受到的拉力或台秤所受到的压力. 当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了.,2.超重、失重的比较,3.对超重、失重
6、的理解 (1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关. (2)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化. (3)发生完全失重现象时，与重力有关的一切现象都将消失.比如物体对支持物无压力、摆钟将停止摆动，靠重力使用的仪器不能再使用(如天平).只受重力作用的一切抛体运动，都处于完全失重状态.,例1 (多选)在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，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2所示，在这段时间内下列说法正确的是,答案,解析,图2,A.晓敏同学所受的重力变小了 B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重
7、力 C.电梯一定在竖直向下运动 D.电梯的加速度大小为 (g为重力加速度)，方向一定竖直向下,解析 晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A错误，B正确； 人处于失重状态，加速度向下，运动方向可能向上减速，也可能向下加速，故C错误； 以竖直向下为正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得a ，方向竖直向下，故D正确.,答案,针对训练 如图3所示，在教室里某同学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“下蹲”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，下列说法中正确的是 A.只有“起立”过程，才能
8、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,解析,图3,解析 “下蹲”过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；“起立”过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、B、C错误，D正确.,例2 在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图4所示.试由此图回答问题：(g
9、取10 m/s2),图4,(1)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？,答案 30 N 不变,解析 根据题意4 s到18 s物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知： 台秤受的压力和物体的重力相等，即G30 N； 根据超重和失重的本质得：物体的重力不变,答案,解析,(2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？,答案 6.67 m/s2 6.67 m/s2,答案,解析,二、单位制的理解,导学探究 如图5，某运动员的最快速度可以达到10 m/s，某人骑助力车的速度为35 km/h.,图5,(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否 判断运动员的速度与助力车的速度的
10、大小关系？ 答案 不能,(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？ 答案 能.10 m/s36 km/h35 km/h，所以运动员的速度较大.,答案,知识深化 国际单位制 1.组成：国际单位制是由7个基本单位、2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成. 2.国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量.,3.力学单位,例3 (多选)关于国际单位制，下列说法中正确的是 A.在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，力的单位是牛(N) B.在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力
11、学单位的基本 单位 C.各物理量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位 一定为国际单位制中的单位 D.千克米/秒2、米/秒都属于力的国际单位,答案,例4 在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)一个同学解得位移s (t1t2)，用单位制的方法检查，这个结果 A.可能是正确的 B.一定是错误的 C.如果用国际单位制，结果可能正确 D.用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确,解析,答案,单位制的应用 1.单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相
12、应待求量的单位即可，从而使计算更简便. 2.推导物理量的单位：根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位. 3.单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的.,达标检测,1,2,3,1.(超重和失重问题的分析)如图6所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的vt图象，则,答案,解析,4,图6,A.物体在02 s处于失重状态 B.物体在28 s处于超重状态 C.物体在810 s处于失重状态 D.由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态,解析 从加速度的角度判断，
13、由题意知02 s物体的加速度方向竖直向上，则物体处于超重状态；28 s物体的加速度为零，物体处于平衡状态；810 s物体的加速度方向竖直向下，则物体处于失重状态，故C正确.,2.(单位制的应用)雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即fkSv2，则比例系数k的单位是 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.(对单位制的理解)(多选)关于力学单位制，下列说法正确的是 A.kg、m/s、N是导出单位 B.kg、m、s是基本单位 C.在国际单位制中，质量的单位
14、可以是kg，也可以是g D.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma,1,2,3,4,解析 所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即kg、m、s，其他单位都是由这三个基本单位推导出来的，如“牛顿”(N)是导出单位，即1 N1 kgm/s2(Fma)，所以A项错误，B项正确. 在国际单位制中，质量的单位只能是kg，C项错误. 在牛顿第二定律的表达式中，Fma(k1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立，D项正确.,4.(超重、失重和完全失重的有关计算)质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图7所示.重力加速度g取10 m/s2，当升降
15、机做下列各种运动时，求体重计的示数(单位符号用N来表达). (1)匀速上升；,答案,解析,1,2,3,4,图7,解析 匀速上升时：由平衡条件得：FN1mg600 N， 由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为600 N，即体重计示数为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 加速上升时，由牛顿第二定律得： FN2mgma2， FN2mgma2840 N 由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为840 N， 即体重计示数为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 加速下降时，由牛顿第二定律得： mgFN3ma3， FN3mgma3300 N， 由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为300 N， 即体重计示数为300 N.,答案 300 N,
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