1、第二单元 牛顿运动规律的应用 第4课时 瞬时问题 超重和失重,必修1 第三章 力与运动,基础回顾,研究某一时刻物体的_和_的关系称为力和运动的瞬时问题，简称“瞬时问题”“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语：“瞬间”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等,考点一 瞬时问题,答案：力 加速度,要点深化,1变化瞬间、弹力未变 像弹簧、橡皮条、皮筋等，这些物质两端连接其他物体当其他力变化的瞬间却不能引起这些物体的弹力的立即变化 原因是弹簧上的弹力Fkx，x的变化需要一定时间，故瞬间x没有来得及变化，故弹力没来得及变化 2变化瞬间、力也发生突变 像绳、线、硬的物质连接(或直接作用)的物体，当其他力变化的瞬
2、间能引起这些物体的弹力的立即变化这种情况下，这些物体上的力的变化较复杂，需要根据物体下一步的运动趋势来分析判断,基础回顾,考点二 超重和失重,超重、失重和完全失重的比较,答案：大于 小于 等于零 向上 向下 向下 g,要点深化,1对超重和失重的深刻理解 (1)超重：物体的加速度方向是竖直向上的物体并不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动失重：物体的加速度方向是竖直向下的物体并不一定是竖直向下做加速运动，也可以是竖直向上做减速运动 (2)尽管物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay0就可以当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处
3、于失重状态 (3)当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有ag的加速度效果，不再产生其他效果,(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为F浮V排(ga)和F浮V排(ga)，处于完全失重状态下的液体F浮0，即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力 2对超重和失重的理解应注意以下几点 (1)物体处于超重或失重时，物体的重力始终存在，在位置变化不大的情况下，大小也没有变化 (2)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的大小和方向 (3)在完全失重的状态下，平时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、液体柱不再产生压强等等,题型一 瞬时
4、问题的探究,分析瞬时加速度问题，主要抓住两个技巧： (1)分析瞬时前后的受力情况及运动状态，列出相应的规律方程 (2)紧抓轻绳模型中的弹力可以突变、轻弹簧模型中的弹力不能突变这个力学特征,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，l2水平拉直，物体处于平衡状态现将l2线剪断,(1)求剪断瞬时物体的加速度 (2)若将图1中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2所示求剪断l2瞬间物体的加速度,解析：(1)细绳l2被剪断瞬间，绳拉力发生突变，由此小球将摆动知重力产生两个效果一个分力量G1mgcos 平衡绳l1拉力，即T1mgcos 另
5、一个切向分力G2mgsin ，a gsin 方向垂直绳l1斜向下 (2)若把细线L1换成轻弹簧，弹簧弹力不会发生突变，在剪断L1瞬间，弹簧的大小和方向都不变，即此时物体所受合力与剪断前细绳l2的拉力大小相等，由平衡条件可知： F合T2mgtan ，得agtan ，方向水平向右 答案：(1)agsin ，方向垂直绳l1斜向下(2)agtan ， 方向水平向右,题型训练,1.(2011年深圳联考)如右图所示，用倾角为30的光滑木板AB托住质量为m的小球，小球用轻弹簧系住，当小球处于静止状 态时，弹簧恰好水平则当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为( ),A0 B. g Cg D. g,解
6、析：平衡时，小球受到三个力：重力mg、斜面的支持力N和弹簧的拉力T，如右图所示突然撤离木板时，支持力N突然消失而其他力不变，因此T与重力mg的合力F mg，产生的加速度a g，B正确 答案：B,题型二 利用超重与失重观点解题,当物体有向上的加速度时，物体处于超重状态，表现为对水平面或挂绳的压力、拉力增大，液体的压强增大 当物体有向下的加速度时，物体处于失重状态，表现为对水平面或挂绳的压力、拉力减小，液体的压强减小 利用超重和失重现象的特点，可以使一些问题的分析变得更加容易,(2008年山东卷)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示设投放初速度为零箱子所受的空气阻力与箱子下落速度
7、的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中下列说法正确的是( ),A箱内物体对箱子底部始终没有压力 B箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”,解析：因为箱子受到阻力，不是完全失重，所以箱内物体对支持面有压力，A错由于箱子阻力和下落速度的二次方成正比，所以阻力在开始阶段不断增大，若下落距离足够长，箱子最终将匀速运动，箱内物体受到的支持力等于重力，所以B，D错误，正解选项为C. 答案：C,题型训练,2如图所示，台秤上放一个装有水的杯子，通过固定在台秤上的支架
8、用细线悬挂一小球，球全部浸没在水中，平衡时台秤的示数为某一数值今剪断悬线，在球下落但还没有到达杯底的过程中，若不计水的阻力，则台秤的示数将( ) A变大 B变小 C不变 D不能判定,解析：由于小球在加速下降的同时，可以等效地认为有与小球等体积的“水球”向上加速运动，由于m球m水，所以小球由于向下加速运动而带来的失重效果大于水球加速上升的超重效果，故系统整体处于失重状态，正确选项是B. 答案：B,警示 不能理解两个刚性物体之间的接触力会突变,如右图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量相等，弹簧质量不计，B和C分别固定在弹簧两端，放在吊篮的水平底板上静止不动将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间( ),A吊篮A
9、的加速度大小为g B物体B的加速度大小为零 C物体C的加速度大小为3g/2 DA、B、C的加速度大小都等于g,错解：平衡时，箱子受到绳子的拉力等于T3mg，C对它的压力等于N2mg和自身的重力mg.当轻绳剪断的瞬间， 弹簧的弹力不变，则物体B的加速度大小为零，B正确；这样C对箱子的压力也不变，同样，箱子对C的支持力不变，故C的加速度也为零，C错；绳子的拉力消失，箱子A的加速度则达到(Nmg)/m3g，故A错综上所述D也错故正确选项为B. 分析纠错：其实，在轻绳剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，这样会给C有足够大的压力，挤压着A，C与A双方没有分离，具有共同向下的加速度，用整体法可得,反过来再求C与A间的压力，对箱，根据Fmgma，可得F0.5mg.即两个刚性物体之间的接触力已经发生了突变，从原来的2mg变为现在的0.5mg. 答案：BC,祝,您,学业有成,
