第3章 第3节 超重与失重 连接体问题.ppt

第3节
超重与失重连接体问题考点1：超重、失重点评：当升降机加速上升，重物有向上的加速度，是由重物的重力和升降机对重物的支持力的合力产生的；当升降机减速上升时，重物有向下的加速度，仍是由重物的重力和升降机对重物的支持力的合力产生的．因此根据牛顿第二定律建立方程即可顺利解题．解超重和失重的问题，关键是抓住运动和力的桥梁——加速度这个物理量．考点2：整体运用牛顿第二定律考点2：整体运用牛顿第二定律点评：对物体的动态过程进行分析时，注意过程中要判断弹力和摩擦力的变化对加速度变化的影响，并要分析变化过程中速度的变化(尤其是要注意相对速度的方向)．如本题中就是在运动过程中弹力的大小发生变化导致加速度发生变化，相对运动方向发生变化导致摩擦力方向发生变化．题型：整体法和隔离法的应用【解析】(1)设物块处于相对斜面向下滑的临界状态时，推力为F1，此时物块受力如图所示，取加速度a的方向为x轴正方向．对x轴方向：
FNsinθ-μFNcosθ=ma1
对y轴方向：
FNcosθ+μFNsinθ-mg=0
对整体：F1=(M+m)a1
把已知条件代入，解得
a1=4.78m/s2，F1=14.3N(2)设物块处于相对斜面有向上滑的临界状态时，推力为F2，此时物块受力如右图所示．
对x轴方向：
FNsinθ+μFNcosθ=ma2
对y轴方向：
FNcosθ-μFNsinθ-mg=0
对整体：F2=(M+m)a2
把已知条件代入，解得
a2=11.2m/s2，F2=33.6N
则力F范围：14.3N≤F≤33.6N点评：采用极限法把F推向两个极端来分析：当F较大时(足够大)，物块将相对斜面上滑；当F较小时(趋于零)，物块将沿斜面加速下滑．因此F不能太小，也不能太大，F的取值有一个范围．具体求解时，综合应用整体法和隔离法．1.(2011•天津)某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G.他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的视数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是__________________．2.(2011•全国卷)如图3­3­3，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()答案：A3.(2012·江苏卷)如图3­3­4所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是()4.(2011•濮阳一模)质量m=1kg的物体在光滑水平面上运动，初速度大小为2m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t=1s，速度大小变为4m/s，则这个力的大小可能是()
A．2NB．4NC．6ND．8N5.(2011•德州模拟)如图3­3­5所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力．若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()
A．加速下降
B．加速上升
C．物块处于失重状态
D．物块处于超重状态【解析】木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态．物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧弹力不变，其合力竖直向下，所以系统的加速度向下，物块处于失重状态，可能加速下降，故AC对．6.为了研究超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，并将一物体放在体重计上随电梯运动，观察体重计示数的变化情况．下表记录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后顺序)：若已知t0时刻电梯静止，则()
A．t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反
B．t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，但所受重力发生了变化
C．t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向一定相反
D．t3时刻电梯可能向上运动【解析】由表中数据可知，t1时刻物体处于超重状态，电梯加速度方向向上，t2时刻物体处于失重状态，电梯加速度方向向下，A正确；无论超重还是失重，其重力均不变，B错；t1时刻和t2时刻电梯加速度大小相等、方向相反，但运动方向可能相同也可能相反，C错；t3时刻电梯匀速运动，但运动方向不能确定，D对．