2012屆高考物理第一輪專題考點牛頓第三定律 超重失重復(fù)習(xí)教案

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2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案:第三章《牛頓運(yùn)動定律》專題五 牛頓第三定律 超重失重
【考點透析】
一、本專題考點:牛頓第三定律是高考Ⅱ類要求;超重、失重是高考的Ⅰ類要求.
二、理解和掌握內(nèi)容
1.牛頓第三定律:兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上.物體與物體之間的作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生,同時消失,同種性質(zhì),分別作用在兩個物體上.
作用力反作用力與一對平衡力的異同點:共同特征:它們均大小相等,方向相反,作用在同一直線上.區(qū)別:①作用力與反作用力一定是同種性質(zhì),分別作用在兩個物體上.而平衡的兩力不一定同種性質(zhì),作用在一個物體上. ②作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生,同時消失,而平衡的兩力,一力撤掉另一力可繼續(xù)維持.
2.超重、失重:在平衡狀態(tài),物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)大小等于物體的重力.
當(dāng)物體以加速度a向上加速(或向下減速)時,物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)大于物體的重力,這種現(xiàn)象叫超重.(比重力大ma).
當(dāng)物體以加速度a向下加速(或向上減速)時,物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)小于物體的重力,這種現(xiàn)象叫失重.(比重力小ma).
當(dāng)物體以加速度a = g ①向下加速②繞地球作勻速圓周運(yùn)動(此時g僅表示衛(wèi)星軌道高度處的重力加速度)時,物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)為0,這種現(xiàn)象叫完全失重.
3.難點釋疑:在人造地球衛(wèi)星中,下列說法錯誤的是( )
A.人不再受萬有引力了 B.人的重力消失了
C.人的重力減小了
D.天平、彈簧稱、水銀溫度計、水銀氣壓計、鐘表均無法正常使用
答案:A、B、C、D.
注意:超重不是重力增加;失重不是重力減小;完全失重也不是重力不存在了.重力來自萬有引力,故在發(fā)生超、失重時,人受到的引力、重力均不變,只是由于重力產(chǎn)生的現(xiàn)象改變了.在人造衛(wèi)星中,物體完全失重,應(yīng)用重力效果的天平、單擺、水銀氣壓計均無法正常使用,但水銀溫度計是依據(jù)熱漲冷縮原理制成的,故仍能使用.彈簧稱,不能測物體的重力,但還可以測拉力.
【例題精析】
例1 如圖3-44所示,用繩豎直懸掛的小球下端與一靜止的斜面接觸,則以下說法正確的是:
A.小球可能只受兩個力作用.
B.小球可能受三個力作用.
C.小球可能受四個力作用.
D.繩對球的拉力和球?qū)K拉力等大反向,作用效果抵消,故小球受力平衡.
解析:本題的關(guān)鍵是清楚各種力產(chǎn)生的機(jī)理和作用力反作用力與一對平衡力的區(qū)別.小球與斜面接觸但不一定有彈力,無彈力即無摩擦力,故小球可能只受兩個力:重力和繩的拉力,故答案A正確.若斜面對球有彈力則一定有摩擦力,物體將受四個力,故答案C亦正確,答案B錯誤.由于D選項中的兩力為作用力、反作用力,它們作用在兩個物體上,談不上抵消,故錯誤. 答案:A、C.
思考與拓寬:大家思考在上述可能情況存在的前提下,斜面與地面之間的摩擦力又是什么情況?
例2:如圖3-45所示,彈簧秤放于光滑水平桌面.外殼及鐵環(huán)質(zhì)量為M,彈簧及掛鉤質(zhì)量不計.水平力F1作用在彈簧稱外殼的鐵環(huán)上,水平力F2作用在彈簧掛鉤上,在兩力作用下彈簧秤以加速度a向F2方向加速運(yùn)動,則彈簧稱的示數(shù)為:
A.F1 B.F2 C.(F1+F2)/2 D.F1+ma
分析與解答:彈簧稱的示數(shù)既為彈簧的彈力,而彈簧的彈力和F2為作用與反作用力,故彈簧稱的示數(shù)既為F2,選項B正確.另外彈簧的彈力作用在殼上,分析殼受力可知:F2-F1=ma,F(xiàn)2=F1+ma,故選項D亦正確. 答案:B、D.
思考與拓寬:彈簧秤放于粗糙水平桌面上,上述兩個力未將彈簧秤拉動,則彈簧秤的示數(shù)又如何分析?
【能力提升】
Ⅰ 知識與技能
1.一物體靜止在桌面上,則( )
A.桌面對物體的支持力和物體的重力為一對平衡力
B.桌面對物體的支持力和物體的重力為作用反作用力
C.物體對桌面的支持力就是物體的重力.
D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的壓力是一對平衡力[來
2.人走路時人與地面之間的作用與反作用力有( )
A.一對 B.兩對 C.三對 D.四對
3.如圖3-46所示,一個質(zhì)量為m的人通過定滑輪向上提起重物,它最多能提起多重的物體:
A.2mg B.mg C.mg/2 D.無法確定,與人力氣有關(guān).
4.關(guān)于超重、失重的說法正確的是( )
A.超重是物體重力增加了
B.失重既是物體重力減小了
C.完全失重狀態(tài)的物體不受重力了
D.不論超重、失重,物體的重力均不變
5.甲乙兩隊進(jìn)行拔河比賽,甲隊獲勝.若不計繩子重力,則
A.繩子對甲隊的拉力大于繩子對乙隊的拉力
B.地面對甲隊的最大靜摩擦力小于地面對乙隊的最大靜摩擦力
C.地面對甲乙兩隊的靜摩擦力大小相等方向相反
D.繩子對甲隊的拉力大小等于繩子對乙隊的拉力大小
6.如果兩力彼此平衡則它們:
A.必是作用反作用力
B.必不是作用反作用力
C.必是同性質(zhì)的力
D.可以是作用反作用力,也可以不是
Ⅱ 能力與素質(zhì)
7.吊在天花板上的電扇重力為G,通電運(yùn)轉(zhuǎn)后吊桿對電扇的拉力大小為T,則
A.T=G B.T>G C.T8.在以加速度a勻加速上升的電梯中,有一質(zhì)量為m的人,則( )
A.此人對地球的吸引力大小為m(g+a).
B.此人對電梯的壓力大小為m(g+a).
C.此人受重力大小為m(g+a).
D.此人示重大小為mg.
9.某人在以2.5m/s2加速下降的電梯中最多舉起80kg的物體,則它在地面上最多能舉起多少千克的物體?若此人在某電梯中最多舉起40kg的物體,則此電梯的加速度多大?
10.在失重的條件下,會生產(chǎn)出地面上難以生產(chǎn)的一系列產(chǎn)品.例如形狀呈絕對球形的軸承滾珠,長幾百米的玻璃纖維絲等.用下面的方法,可以模擬一種無重力環(huán)境,以供科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)實驗.飛行員將飛機(jī)提升到高空后,讓其自由下落,可以獲得25s之久的零重力狀態(tài).實驗時飛機(jī)離地面的高度不得低于500m,科學(xué)家最大承受兩倍重力的超重狀態(tài),則飛機(jī)的飛行高度至少為多少?
【拓展研究】
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心利用“長征”系列火箭分別于1999年11月20日、2001年1月10日、2002年3月25日、2002年12月30日,成功的將我國自行研制的“神州號”系列航天飛船送入太空.飛船在軌飛行期間進(jìn)行了多項科學(xué)實驗,均圓滿完成預(yù)定任務(wù)并安全著陸在內(nèi)蒙古中部地區(qū).這標(biāo)志著我國載人航天事業(yè)取得了重大成就,中國人太空之旅指日可待.
(1)“神州號”沒有搭載宇航員,但有一個模擬宇航員,其身材、體重均和真人相似.實驗中利用儀器對其各部分受力情況進(jìn)行監(jiān)測,為以后將宇航員送入太空作準(zhǔn)備,請根據(jù)發(fā)射時飛船的運(yùn)動情況給宇航員設(shè)計一個正確的姿勢(“立姿”、“座姿”、“蹲姿”、“半臥”、“臥姿”等).
(2)在宇宙飛船上可以搭機(jī)作許多實驗,若飛船實驗艙內(nèi)的彈簧秤懸掛一物體,在地面上時彈簧秤示數(shù)為9.8N,當(dāng)飛船以8g加速度豎直向上運(yùn)動到某高度時,彈簧秤的示數(shù)為為83.3N,此時飛船離地面多高?
(3)當(dāng)?shù)孛嫔峡沼性旗F覆蓋時,用哪些電磁波能對飛船進(jìn)行遙感、遙測?
A.紅外波段電磁波 D.紫外波段電磁波 C.可見光波段電磁波 D.x射線
(4)“神州號”返回艙重約4噸,落地前由于降落傘的作用做速度為15m/s的勻速運(yùn)動,為了減小著落時地面對返回艙的沖擊,實現(xiàn)軟著陸,5臺船載緩沖發(fā)動機(jī)在距離地面15m高處發(fā)動,每臺發(fā)動機(jī)的推力多大?工作時間多長?
專題五:1.A 2.B 3.B 4.D 5.D 6.B 7.C 8.B 9.60Kg, 5m/s2 10.6750m
拓展研究答案:(1)仰臥(主要考慮超重時腦部失血的影響)(2)2649.6m (3)A (4)F=1.4×104N t=2s.


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