(讲义)第4章 第6节 失重和超重 第7节 力学单位-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(粤教版2019)

第六节　失重和超重 第七节　力学单位 1．知道失重、超重和完全失重的现象及概念的生成． 2．了解单位制、基本单位和导出单位，理解统一单位制的必要． 3．掌握失重与超重的分析与判断，并能处理实际问题． 知识点一　失重和超重 1．失重和超重 (1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象． (2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象． 2．失重和超重的解释 (1)电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压力等于人的重力． (2)当电梯加速下降时，人的加速度方向向下，根据牛顿第二定律可以得出：G－FN＝ma，即FN＝G－ma，此时人对电梯的压力小于人的重力，人处于失重状态． (3)当电梯加速上升时，人的加速度方向向上，根据牛顿第二定律可以得出：FN－G＝ma，即FN＝G＋ma，此时人对电梯的压力大于人的重力，人处于超重状态． 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．例如：自由落体运动． 　失重和超重只是一种现象，重力并没有变化． 1．(1)物体处于超重状态时，是其重力增加了． (　　) (2)物体不论是失重还是超重，都是测量值与重力大小关系的比较结果，而重力大小没有变化． (　　) (3)物体处于完全失重状态时，其重力为零． (　　) (4)物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了． (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 知识点二　力学单位 1．单位制的意义 (1)单位制是由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制． (2)基本单位是可以任意选定的，导出单位则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)国际单位制由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)在国际单位制中，与力学有关的基本单位有三个：长度单位——米(m)、质量单位——千克(kg)和时间单位——秒(s)．其他与力学有关的物理量单位，都可以由这三个基本单位导出． 　在计算题中，要使用同一个单位制中的单位． 2．(1)一个物理量的单位若由两个或两个以上的基本单位的符号表示，则这个物理量的单位一定是导出单位． (　　) (2)一般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，同时也确定了单位关系． (　　) (3)凡是用比值定义法得到的物理量，其单位都是导出单位． (　　) (4)空气对运动物体的阻力正比于其速度，即f＝kv，其中k没有单位． (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小． 请探究： (1)小铁球是处于失重状态还是超重状态？ (2)小铁球是上升过程还是下降过程？ (3)若小球的质量是500克，在计算重力时，应注意什么？ 提示：(1)弹簧伸长量减小，拉力减小，小于重力，是失重状态． (2)失重时加速度向下，不能确定是向上还是向下运动． (3)将质量的单位换成千克． 考点1　失重和超重 1．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化． (2)视重：当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0)，物体对弹簧秤的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重． 2．超重与失重的分析比较 项目 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a)＞mg 向上加速，向下减速 失重 向下 F＝m(g－a)＜mg 向下加速，向上减速 完全失重 a＝g F＝0 物体只在重力作用下的运动 3．定量分析超重、失重问题的思路 超重、失重问题本质上就是牛顿第二定律的应用问题，解题时仍应抓住加速度这个关键量，具体方法是： (1)确定研究对象． (2)分析物体受力情况和加速度的大小、方向． (3)根据牛顿第二定律列式求解． 【典例1】　(多选)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是(　　) A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态 B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于g C．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态 D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下 思路点拨