《4.6超重和失重-4.7力学单位》学案（含答案）

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1、第六节超重和失重第七节力学单位学习目标 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.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)大于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)小于物体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)为零，这种情况是失重现象中的极限，称为完全失重现象

2、.二、力学单位1.单位制：由基本单位和导出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)基本单位长度单位米(m)、质量单位千克(kg)和时间单位秒(s).(2)常见的导出单位速度的单位为米/秒(m/s)，加速度的单位为米/秒2(m/s)2，力的单位为牛即千克米/秒2(1_N1_kgm/s2).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

3、做竖直上抛运动时，处于超重状态.()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_.(2)在国际单位制中，被选定的基本量有_.(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)答案(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)F、JB、C解析(1)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)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”.(3)此题中

4、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”.一、超重和失重如图1所示，某人乘坐电梯正在向上运动.图1(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，人受到的支持力比其重力大还是小？(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(1)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.(2)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

5、，支持力小于重力.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、失重的比较特征状态加速度视重(F) 与重力关系运动情况受力示意图平衡a0Fmg静止或匀速直线运动超重向上由Fmgma得Fm(ga)mg向上加速或向下减速失重向下由mgFma得Fm(ga)35 km/h，所以运动员的速度较大.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)、

6、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(1)基本单位(2)导出单位：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CD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

7、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，结果可能正确答案B解析可以将右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移s的单位一致；还可以根据Fma，a，v，将公式的物理量全部换算成基本量的单位，就容易判断了.在s(t1t2)式中，左边单位是长度单位，而右边的单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选用不同，不会影响结果的准确性，故A、C、D错，B对.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应待求量的单位即可，从

8、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.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()图6A.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、失重状态答案C解析从加速度的角度判断，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

9、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/m4B.kg/m3C.kg/m2 D.kg/m答案B解析将fkSv2变形得k，采用国际单位制，式中f的单位为N，即kgm/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2.将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位是kg/m3，B正确.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

10、出单位B.kg、m、s是基本单位C.在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是gD.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma答案BD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

11、所示.重力加速度g取10 m/s2，当升降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).图7(1)匀速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降.答案(1)600 N(2)840 N(3)300 N解析(1)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.(2)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.(3)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.