1、第六节超重和失重第七节力学单位学习目标 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象.2.会利用超重、失重知识解释一些实际现象.3.知道单位制、基本单位和导出单位的概念明确国际单位制中力学的三个基本物理量及其单位.4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法一、超重、失重和完全失重1超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象2失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象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4超重和失重的
2、解释如图1所示，质量为m的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列运动时，试比较体重计的示数(即人对体重计的压力FN，等于人受的支持力FN)与重力mg的关系图1(1)当升降机匀速上升或匀速下降时，由二力平衡得FNmg，故示数FNmg.(2)当升降机以加速度a加速上升或减速下降时，由牛顿第二定律列方程：FNmgma得：FNm(ga)，故示数FNmg，即超重了(3)当升降机以加速度a加速下降或减速上升时，同理可得：FNm(ga)，故示数FNmg向上加速或向下减速失重向下由mgFma得Fm(ga)35 km/h，所以运动员的速度较大国际单位制(1)组成：国际单位制是由7个基本单位、2个辅助单位和19
3、个具有专门名称的导出单位组成(2)国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K发光强度I，(IV)坎德拉cd物质的量n，()摩(尔)mol说明：(1)厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位(2)米每秒(m/s)、牛顿(N)、焦耳(J)是国际单位制中的导出单位，而千米每小时(km/h)、厘米每秒(cm/s)、千瓦(kW)不是国际单位制中的导出单位例3(多选)关于国际单位制，下列说法中正确的是()A在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，
4、力的单位是牛(N)B在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位的基本单位C各物理量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位D千克米/秒2、米/秒都属于国际单位答案CD三、单位制的应用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，从而使计算更简便2推导物理量的单位根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位3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
5、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4判断比例系数的单位根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式Fkx中k的单位为N/m，fFN中无单位，Fkma中k无单位例4为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速v120 km/h，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t0.50 s，刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离s至少为多少？重力加速度g取10 m/s2.答案156 m解析v120 km/h m/s，在反应时间内，汽车
6、做匀速运动，运动的距离s1vt.设刹车时汽车的加速度大小为a，汽车的质量为m，有a0.40g4 m/s2从刹车到停下，汽车运动的距离s2，所求安全距离ss1s2vt0.50 m m156 m.1在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在数字后面写上对应的单位即可2习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位表示的针对训练2一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量下列几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是()Am kg0.2
7、 kgBm20 20 kgCm kg20 kgDm kg20 kg答案C解析在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算带单位运算时，单位换算要准确可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，则计算结果的单位就是用国际单位表示的，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可选项A中a10 cm/s2没有变成国际单位，B项中解题过程正确，但不简洁，D项中数据后面没有单位，只有C项运算正确、简洁而又规范.1.(超重和失重问题的分析)如图7所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的vt图象，则()图7A物体在02 s处于失重状态B物体在28 s处于超重状态
8、C物体在810 s处于失重状态D由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态答案C解析从加速度的角度判断，由题意知02 s物体的加速度方向竖直向上，则物体处于超重状态；28 s物体的加速度为零，物体处于平衡状态；810 s物体的加速度方向竖直向下，则物体处于失重状态，故C正确2(单位制的应用)雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即fkSv2，则比例系数k的单位是()Akg/m4 Bkg/m3 Ckg/m2 Dkg/m答案B解析将fkSv2变形得k，采用国际单位制，式中f的单位为N，即kgm/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位
9、可写为(m/s)2.将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位是kg/m3，B正确3(对单位制的理解)(多选)关于力学单位制，下列说法正确的是()Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、s是基本单位C在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是gD只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma答案BD解析所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即kg、m、s，其他单位都是由这三个基本单位推导出来的，如“牛顿”(N)是导出单位，即1 N1 kgm/s2(Fma)，所以A项错误，B项正确在国际单位制中，质量的单位只能是kg，C项错误在牛顿第二定律的表达式中，
10、Fma(k1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立，D项正确4.(超重、失重和完全失重的有关计算)质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图8所示重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数(单位符号用N来表达)图8(1)匀速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降答案(1)600 N(2)840 N(3)300 N解析(1)匀速上升时，由平衡条件得：FN1mg600 N，由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为600 N，即体重计示数为600 N.(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：FN2mgma2，FN2mgma2840 N由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为840 N，即体重计示数为840 N.(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：mgFN3ma3，FN3mgma3300 N，由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为300 N，即体重计示数为300 N.