第14期 牛顿运动定律的应用 超重与失重（答案第16期）-【数理报】2021-2022学年高中物理必修1（教科版）

书 （一）情景引入 牛顿运动定律在天体运动的研究、车辆的设计等基 础学科和工程技术中都有广泛的应用．比如我国的科技 工作者能准确地预测神舟飞船的变轨，返回舱的着陆 点，他们靠的是什么？就是以牛顿运动定律为基础来进 行研究．当然以我们目前的知识，还只能研究一些简单 的问题． （二）目标导航 １．了解力与运动是生产生活中与我们密不可分的 两大物理内容．我们的生产生活不可能离开牛顿运动定 律，要学会用牛顿运动定律来解释和解决生活中的一些 问题； ２．掌握应用牛顿第二定律和运动学公式解答有关 问题的基本思路和方法； ３．通过实验认识超重和失重现象，会利用牛顿运动 定律来分析解释超重和失重现象； ４．理解超重和失重现象与物体的运动方向无关，只 与物体的加速度方向有关． （三）自主学习 自学思疑：我们学习完牛顿第二定律，可以解决哪 些方面的问题？ 教材研读：１．求物体的质量 如果已知物体的运动情况，就可以求出 ， 再已知物体的受力情况，就可以求出 ，然后由 牛顿运动定律就可以求出物体的质量． ２．从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情 况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态．处理这 类问题的基本思路是：先分析物体的 情况求出 合力，根据牛顿第二定律求出 ，再利用运动学 的有关公式求出要求的速度和位移． ３．从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情 况（如物体的运动性质、速度、加速度或位移）已知的条 件下，要求得出物体所受的力．处理这类问题的基本思 路是：首先分析清楚物体的 情况，根据 求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况 的基础上，利用牛顿第二定律列方程求力． 交流讨论：加速度在联系物体受力和物体运动过程 中的意义． 自学思疑：大家有坐过电梯的经验吧，电梯启动上 升时，你会心慌也会充分体会到“脚踏实地”的感觉，电 梯即将停止上升时，你会头晕，同时有种“飘飘然”的感 觉，这是什么原因引起的呢？ 教材研读： ４．物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力） 物体所受重力的现象称为超重现象，此时Ｆ＝ ｍ（ｇ＋ａ）；物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力） 物体所受重力的现象称为失重现象，此时Ｆ＝ ｍ（ｇ－ａ）；如果等于 ，则称为完全失重． ５．若加速度方向 ，则处于超重状态；若加 速度方向 ，则处于失重状态；若加速度 ，则处于完全失重．物体超重或失重时必须具 有竖直方向的加速度，而与运动速度的大小和方向无 关，只与加速度的大小和方向有关． 自主探究：超重与失重问题 探究：在探究超重和失重规律时，某体重为 Ｇ的同 学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计 算机相连，经计算机处理后得到压力 Ｆ随时间 ｔ变化的 图像，则下列图像中可能正确的是 （　　） 思考：该同学实际受到重力如何变化？运动状态如 何变化？ 归纳要点： １．不论超重、失重或完全失重，物体的重力依然不 变，只是“视重”改变． ２．物体是否处于超重或失重状态，不在于物体是向 上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还 是有向下的加速度． ３．当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体 具有ａ＝ｇ的加速度效果，不再产生其他效果．平常一切 由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天 平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向 下的压强等 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 殏 殏殏 殏 ． 自主探究参考答案：Ｄ． 书 题以类聚３：牛顿第二定律 １．Ｃ；　２．Ａ；　３．Ａ；　４．Ｂ；　５．Ｄ；　６．Ｃ． 题以类聚４：力学单位制 １．Ｃ；　２．Ｂ；　３．Ｂ；　４．Ａ． 题以类聚５：牛顿第三定律 １．ＢＤ；　２．Ｄ；　３．Ｂ；　４．Ｂ；　５．Ｃ． 《牛顿运动定律》同步测试题（二） Ａ组 １．Ｃ；　２．Ａ；　３．Ｃ；　４．Ｃ；　５．Ｃ． ６．（１）时间，力；　（２）ＡＣ． ７．（１）２ｈ ｔ２ ．　 （２）ｍｇ＋ｍ２ｈ ｔ２ ． ８．（１）６ｍ／ｓ２． （２）６ｍ／ｓ． （３）该车已经超速． Ｂ组 １．ＢＣ；　２．ＢＤ；　３．ＣＤ． ４．（１）ｄｔ１ ， ｄ ｔ２ ；　（２） ｄ２（ｔ２１－ｔ ２ ２） ２ｘｔ２１ｔ ２ ２ ；　 （３） ２Ｆｘ （ ｄ ｔ１ ）２－（ｄｔ２ ）２ ． ５．（１）１．５×１０４Ｎ． （２）７．５×１０３Ｎ． （３）１０００ｍ． 书 在动力学问题中，当物体只受两个力（有夹角）作 用而加速运动时，可直接利用力的平行四边形定则求合 力，然后再利用牛顿二定律求解；当物体虽然受多个力 的作用，但所有力及物体的加速度都分布在互相垂直的 两个方向上时，也可直接合成求合力；当物体受到多个 力的作用，且有的力或加速度并不分布在互相垂直的两 个方向上时，就要用到力的正