第三章 第2节 两类动力学问题 超重和失重 -(课件 练习）2023高考物理一轮复习【高考前沿】

第三章 牛顿运动定律 第2节　两类动力学问题　超重和失重 加速度 大于 小于 0 上 下 g 加速 mg＋ma mg－ma √ × × √ √ × 请完成课下作业 观 谢 看 谢 一、两类动力学问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况． 第二类：已知运动情况求物体的受力情况． 2．解决两类基本问题的方法 以______为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图所示． 二、超重与失重 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． 2．超重、失重和完全失重的比较 超重 失重 完全失重 现象 视重____物体重力 视重____物体重力 视重等于__ 产生条件 物体的加速度向__ 物体的加速度向__ 物体的加速度等于__ 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以g____下降或减速上升 原理方程 F－mg＝ma F＝__________ mg－F＝ma F＝__________ mg－F＝mg F＝0 一、判断题 1．已知物体受力情况，求解运动量时，应先根据牛顿第二定律求解加速度．( ) 2．加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．( ) 3．减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力．( ) 4．加速上升的物体处于超重状态．( ) 5．物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化．( ) 6．根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向．( ) 二、选择题 1．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人搭乘时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘台阶式扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，那么下列说法中正确的是(　　 ) A．顾客始终受到三个力的作用 B．顾客始终处于超重状态 C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下 解析：选C　加速过程中顾客受重力、支持力、摩擦力作用，匀速上升过程中顾客只受重力、支持力，此时处于平衡状态，故A、B均错误；顾客加速上升时，顾客受到扶梯作用力的合力指向右上方，由牛顿第三定律可知，顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，扶梯匀速运动时，顾客对电梯的作用力方向竖直向下，故C正确，D错误． 2．(多选)如图(a)所示，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v­t图像如图(b)所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出(　　 ) A．斜面的倾角 B．物块的质量 C．物块与斜面间的动摩擦因数 D．物块沿斜面向上滑行的最大高度 解析：选ACD　由题图(b)可求得物块沿斜面上升的加速度a1和下降过程的加速度a2，由mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，联立两式可求得斜面倾角θ及动摩擦因数μ，但无法求出物块质量m，由题图(b)可求得物块沿斜面上升的最大位移xm，则物块上升的最大高度hm＝xmsin θ，选项A、C、D正确． 　动力学的两类基本问题 动力学两类基本问题的解题步骤 [例1]　(2021·陕西榆林模拟)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量为m＝2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F＝36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒定，无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，在t＝5 s时离地面的高度为75 m(g取10 m/s2)． (1)求运动过程中所受空气阻力大小； (2)假设由于动力系统故障，悬停的无人机突然 失去升力而坠落．无人机坠落地面时的速度为40 m/s，求无人机悬停时距地面的高度； (3)假设在第(2)问中的无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力系统重新启动提供向上的最大升力．为保证安全着地，求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间． [思路点拨]　解此题注意以下关键信息： (1)上升过程受升力、重力和空气阻力三个力作用，下落过程受重力和空气阻力两个力作用． (2)恢复升力后向下减速，受升力、重力和空气阻力三个力作用，空气阻力方向向上． [解析]　(1)根据题意，在上升过程中，由牛顿第二定律得F－mg－Ff＝ma 由运动学规律得，上升高度h＝eq \f(1,2)at2 联立解得Ff＝4 N． (2)下落过程由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma1 解得a1＝8 m/s2 落地时v2＝2a1H 解得H＝100 m． (3)恢复升力后向下减速时，由牛顿第二定律得 F－mg＋Ff＝ma2 解得a2＝10 m/s2 设恢复升力后的速度为v