1、第六节超重和失重第七节力学单位学 习 目 标知 识 脉 络1.了解超重、失重和完全失重现象2了解单位制、基本单位制和导出单位(重点)3知道国际单位制中力学的三个基本物理量及单位4会根据条件判断超重、失重现象，并会解释一些相关的实际现象(重点、难点)超 重 和 失 重1超重和失重(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超重和失重的解释(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)当电梯加速上升时，人的加速度方向向上，根据牛顿
2、第二定律可以得出：FNGma，即FNGma，此时人对电梯的压力大于人的重力，人处于超重状态(3)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：GFNma，即FNGma，此时人对电梯的压力小于人的重力，人处于失重状态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1物体处于超重状态时，是其重力增加了()2人处于完全失重时，人的重力其实没有变化()3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()小明在加速上升的电梯中称体重时，发现体重明显增加了(如图461)小明所受
3、重力真的增加了吗？为什么体重计的示数大于他的体重？图461【提示】体重计的示数显示的是人对秤的压力，示数的增加并不是体重增加了，而是在电梯加速上升或减速下降时，人对体重计的压力增加了探讨1：物体发生超重或失重时，物体的重力是否一定变化？【提示】不变化物体的超重或失重是测力计的示数发生了变化，而物体所受的重力没有变化探讨2：发生失重的物体其速度方向一定是向下的吗？【提示】不一定看物体是超重还是失重，是看加速度的方向而不是速度的方向，当加速度向下时，物体一定失重，而速度可能向上也可能向下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
4、有加速度时(即ay0)，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加速度视重(F)与重力关系运动情况受力示意图平衡a0Fmg静止或匀速直线运动超重向上Fm(ga)mg向上加速，向下减速失重向下Fm(ga)mg向下加速，向上减速完全失重agF0物体只在重力作用下的运动1金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()图462A水继续以相同的速度从小孔中喷出B水不再从小孔喷出C水将以更大的速度喷出D水将以较小的速度喷出【解析】水桶自由下落，处于完全失重状态，
5、故其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，故水不会流出，故选B.【答案】B2日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果如图463所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是()图463A当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B当机器人减速上升时，机器人处于超重状态C当机器人减速下降时，机器人处于失重状态D机器人加速下降过程中(ag)，细绳对机器人的拉力小于其重力【解析】机器人对细绳的拉力与速度大小无关，只与是否有竖直方向上的加速度有关，则A错；机器人减速上升时，
6、其加速度方向向下，处于失重状态，则B错；机器人减速下降时，其加速度方向向上，处于超重状态，则C错；机器人加速下降过程中加速度方向向下，处于失重状态，拉力小于重力，则D对【答案】D3(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图464中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中()图464A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，其加速度为零【解析】可通过以下表格对各选项逐一进行
7、分析选项过程透析结论A人在Pa段只受重力作用，ag，完全失重B人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重C人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重D人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大【答案】AB判断超重、失重状态的方法1从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态2从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态3从运动的角度判断，当物体加速上
8、升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态力 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1力学中的三个基本物理量为长度、质量、加速度()2一个物理量的单位若由两个或两个以上的基本单位的符
9、号表示，则这个物理量的单位一定是导出单位()3一般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，也同时确定了单位关系()检验一个公式是否正确，能否根据单位来判断？【提示】能若公式左右两边单位不同，则此公式肯定错误若公式正确，其等号两边单位必定相同探讨1：在利用物理公式进行计算时，为什么要统一到国际单位？【提示】各物理量的单位统一到国际单位制中，在计算中可以省去单位的代入，只在最后写上对应单位即可，使计算简便探讨2：能否利用单位制检验计算结果的正误？【提示】能若发现某公式单位上有问题或所求结果的单位与采用的单位制中该量单位不同，则肯定有错误1对单位制的理解 单位制包括国际单位制和常用单位制(1)
10、国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本物理量(2)国际单位制包括力学单位制和其他单位制；力学单位制中包括基本单位和导出单位基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.常用的导出单位速度(v)，由公式v导出，单位：m/s.加速度(a)，由公式a导出，单位：m/s2.力(F)，由公式Fma导出，单位：N(kgm/s2)此外还有功、功率、压强等等2单位制在计算中的应用(1)单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计
11、算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便(2)单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的(3)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较4(多选)对下面的物理量和单位中的说法正确的是()密度牛米/秒加速度长度质量千克时间A属于国际单位制中基本单位的是B属于国际单位制中基本单位的是C属于国际单位制中单位的是D属于国际单位制中单位的是【解析】注意物理量的名称与单位名称的区别，国际单位与国际单位制中的基本单位
12、的区别密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称，而是物理量的名称千克是国际单位制中的基本单位，牛、米/秒是国际单位制中的导出单位，都属于国际单位【答案】BC5在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得位移s(t1t2)，用单位制的方法检查，这个结果()A可能是正确的B一定是错误的C如果用国际单位制，结果可能正确D用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确【解析】可以将右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移s的单位一致；还可以根据Fma，a，v，全部都换成基本物理量的单位，就好判断了s(t1t2)，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选用得不同，只影响系数，故A、C、D错【答案】B单位制在物理计算中的应用技巧1题目中的物理量必须统一单位，一般是选取国际单位2只有采用国际单位制，牛顿第二定律公式Fkma中的k才能取1.3当各物理量均采用国际单位，运用公式进行运算时，公式中的各量不必均写上单位，只需在最后的数值后面写上所求量的国际单位即可
