§47牛頓運動定律的應(yīng)用（二）

1、4.7 牛頓運動定律的運用（二）學(xué)習(xí)目標：1、理解共點力的平衡條件，會用共點力的平衡條件解題；2、理解什么是超重與失重，理解超重與失重的產(chǎn)生條件，會運用牛頓運動定律解決超重與失重問題學(xué)習(xí)重點：運用牛頓運動定律解決超重與失重問題學(xué)習(xí)難點：超重與失重活動過程：活動一、共點力的平衡條件的理解及運用物體處于 狀態(tài)或 狀態(tài)就叫做處于平衡狀態(tài)。而物體處于這種狀態(tài)時，運動狀態(tài)不變，必定沒有 ，由牛頓第二定律可得：若無 則物體合力必為 。（注：物體不轉(zhuǎn)動或勻速轉(zhuǎn)動也是一種平衡狀態(tài)，叫轉(zhuǎn)動平衡，此時的物體不能看作質(zhì)點。）所以共點力作用下物體的平衡條件是 。 分析：豎直上拋運動的物體到達最高點的瞬間速度為零，則該

2、瞬間是否處于平衡狀態(tài)？ 例1、題目見課本P86例題1課本解題的過程中采用了什么方法？此時平衡條件等價于 。（注： 物體在三個互不平行的力的作用下處于平衡，則這三個力必為共點力。這叫共點力的判定定理）除了這種方法之外，還有沒有其他的方法？嘗試用其它方法再解一遍：總結(jié)：解題方法（1）、當(dāng)物體在兩個共點力作用下平衡時，這兩個力一定 ；（2）、當(dāng)物體在三個共點力作用下平衡時，任意兩個力的合力必 ，求解時往往采用 、 或 ；（3）、當(dāng)物體在四個或四個以上共點力作用下平衡時，往往采用 ，將物體所受的力分解在兩個方向上，再根據(jù)平衡條件得到這兩個方向上力的關(guān)系。反饋練習(xí)：1、質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水

3、平地面上做勻速運動已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個（ ） Amg B（mg-Fsin）C（mg+Fsin） DFcos活動二、超重和失重及完全失重的理解及運用（一）、超重 失重例2、如右圖所示，一個人在升降機內(nèi)做一實驗，實驗時將一彈簧秤掛在升降機內(nèi)，彈簧秤下掛一質(zhì)量為m=5kg的物體。（g=10 m/s2）問題（1）若升降機以大小a=0.8m/s2加速度向上加速運動時，此人看到的彈簧秤示數(shù)多少？此讀數(shù)比重力大還是?。?對比：黑柱站在升降機內(nèi)磅秤上，當(dāng)升降機以0.2g的加速度加速上升時，黑柱發(fā)現(xiàn)自己的體重 （填“減輕”或“增加”）了 。問題（2）若升降機以

4、大小a=0.8m/s2加速度向下減速運動時，此人看到的彈簧秤示數(shù)多少？此讀數(shù)比重力大還是??？總結(jié)：（1）定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γㄒ步幸曋兀?物體的重力，叫超重；（2）產(chǎn)生條件 ： 問題（3）若升降機以大小a=0.8m/s2加速度向下加速運動時，此人看到的彈簧秤示數(shù)多少？此讀數(shù)比重力大還是??？對比：黑柱站在升降機內(nèi)磅秤上，當(dāng)升降機以0.2g的加速度加速下降時，黑柱發(fā)現(xiàn)自己的體重 （填“減輕”或“增加”）了 。問題（4）若升降機以大小a=0.8m/s2加速度向上減速運動時，此人看到的彈簧秤示數(shù)多少？此讀數(shù)比重力大還是??？（1）定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γㄒ步?/p>

5、視重） 物體的重力，叫失重；（2）產(chǎn)生條件 ： （二）完全失重問題（5）若升降機以大小a=g加速度加速下降時，此人觀察到的彈簧秤示數(shù)為多少？（1）定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔?，叫完全失重。(2)產(chǎn)生條件 ： 總結(jié)：（理解）實質(zhì)： 研究性學(xué)習(xí)：如右圖，斜面體C與木楔B的接觸面光滑，C固定在地面上，其傾角=370，將質(zhì)量m=0.5kg的物體A置于B上，A、B接觸面粗糙且水平。當(dāng)AB保持相對靜止一同沿斜面下滑時，求B對A的靜摩擦力及支持力。根據(jù)解得的結(jié)果，你有什么啟發(fā)？（g=10 m/s2）*閱讀材料：失重與完全失重失重概念，即物體具有向下加速度時，彈簧秤拉力小于物體重力的現(xiàn)象

6、。完全失重概念，即物體具有向下加速度且大小等于重力加速度時，彈簧秤拉力等于零的現(xiàn)象。相關(guān)實驗：失重現(xiàn)象1、 實驗裝置如圖62所示，桿處于水平平衡，若將鐵鏈一端的細繩燒斷，桿還會平衡嗎？為什么？2、 動手分組實驗：如圖63，取一可樂瓶，在瓶底部打一小孔，在瓶中盛一定量的水，水將從小孔中流出。若將可樂瓶從空中自由落下，水會從小孔中流出嗎？請解釋為什么？如果可樂瓶是向上拋出呢？3、超重和失重現(xiàn)象的利與弊（1）超重現(xiàn)象與人的生理反應(yīng)問題：飛船發(fā)射時加速上升，宇航員處于超重狀態(tài)，而且發(fā)射時由于加速度很大，超重很“嚴重”，體內(nèi)血液往下肢“墜”，一方面造成血管承受壓力加大，另一方面造成血液循環(huán)困難，腦部會出

7、現(xiàn)缺血和缺氧現(xiàn)象。為了減少超重對人的生理影響，飛船發(fā)射時，宇航員成什么姿勢較好？（2）超重環(huán)境模擬儀：為了訓(xùn)練宇航員適應(yīng)超重環(huán)境，宇航員要在超重環(huán)境中進行訓(xùn)練。如圖64所示就是超重環(huán)境模擬儀，當(dāng)訓(xùn)練艙旋轉(zhuǎn)時，艙處于超重狀態(tài)。 失重現(xiàn)象想象活動：根據(jù)你對失重現(xiàn)象的理解，想象，在地面上的生產(chǎn)、生活或?qū)嶒灛F(xiàn)象在在失重情況可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象或產(chǎn)生什么影響，這些現(xiàn)象有什么有利一面和不利另一面，不利的一面如何克服？有利的一面可能有什么應(yīng)用？（例如：太空飲食問題，太空中排泄問題，太空中睡覺問題。太空中泡沫金屬，太空中的晶體生長，太空中懸浮冶煉等等。）失重環(huán)境是一個特殊環(huán)境，它對生物生長或物理現(xiàn)象、化學(xué)現(xiàn)象等產(chǎn)

8、生影響。為了鼓勵青少年創(chuàng)新，同時也為了充分應(yīng)用失重環(huán)境或微重力環(huán)境的寶貴資源，美國國家航空航天局（NASA）每次發(fā)射航天飛機之前，在世界各國中學(xué)生中征集飛船搭載實驗方案，我國中小學(xué)生設(shè)計的方案曾被選中，例如，1990年，18歲的俞緯設(shè)計的“草履蟲生成”實驗項目從全國7000多個太空搭載實驗項目中脫穎而出，被美國國家航空航天局選中，搭乘“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機進行了太空實驗。2003年，中國女生李桃桃提出的“蠶在太空吐絲結(jié)繭”搭載實驗，由美國“哥倫比亞”號航天飛機送入太空，遺憾的是“哥倫比亞”號返回時墜毀，失去了寶貴觀察記錄。我國從87年開始開展太空搭載實驗，取得了不少實驗成果，從2003年開始，利用

9、返回式衛(wèi)星開展有償征集太空搭載實驗，云南省金實小學(xué)的學(xué)生申請的“跳舞草種子”搭載實驗方案獲得通過，并由我國第18個返回式衛(wèi)星送上太空。以上有關(guān)方面的具體情況可上網(wǎng)查閱相關(guān)資料。課外實踐：（1）到賓館乘坐電梯，體驗賓館電梯起動或停止時間人的感受?；虻接螛穲龈惺苓^山車或極速升降機（2）上網(wǎng)查看超重和失重相關(guān)資料課后練習(xí)：1、如圖所示，兩光滑硬桿AOB成角，在兩桿上各套上輕環(huán)P、Q，兩環(huán)用細繩相連，現(xiàn)用恒力F沿OB方向拉環(huán)Q ，當(dāng)兩環(huán)穩(wěn)定時細繩拉力為（ ）AFsin BF/sin CFcos DF/cos2、有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小環(huán)P，O

10、B上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡（如圖所示）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是（ ）AFN不變，f變大 BFN不變，f變小 CFN變大，f變大 DFN變大，f變小3、如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角形的物快ABC，ABC，AB邊靠在豎直墻上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊靜止不動，求摩擦力的大小。4、如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m

11、2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為=60。兩小球的質(zhì)量比為（ ）A B C D5、長L的繩子，一端拴著半徑為r，重為G的球，另一端固定在傾角為的光滑斜面的A點上，如圖所示，試求繩子中的張力6、電梯內(nèi)有一物體，其質(zhì)量為m，用細線掛在電梯的天花板上當(dāng)電梯以g/3的加速度豎直加速下降時(g為重力加速度)，細線對物體的拉力為：（ ） A2mg/3 Bmg/3 C4mg/3 Dmg7、如右圖所示，在電梯的天花板上用彈簧秤系著一個質(zhì)量為10kg的鐵塊。當(dāng)電梯以0.4 ms2的加速度勻加速下降的過程中，彈簧秤的示數(shù)為多大?8、用一根細繩將一重物吊在電梯內(nèi)的天花板上,在下列幾種情況下,繩的拉力最大的是：（ ）A電梯勻速上升； B電梯勻速下降； C電梯加速上升； D電梯加速下降。9、某人站在臺秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過程中 ( )A由于臺秤的示數(shù)等于人的重力，此人向下蹲的過程中他的重力不變，所以臺秤的示數(shù)也不變B此人向下蹲的過程中，臺秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺秤的示數(shù)將增大C臺秤的示數(shù)先增大后減小 D臺秤的示數(shù)先減小后增大10、如右圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C(包括支架)的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩懸掛于