高中物理4.7第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律七、牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用二學(xué)案新人教版必修1

1、第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律七、牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用二要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡（1）共點(diǎn)力的概念：共點(diǎn)力是指作用于一點(diǎn)或作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)的各個(gè)力。（2）共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念：物體能夠保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。（3）共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：物體所受合外力為零，即F合=0，也就是物體的加速度為零。如果用正交分解法，可以立以下兩個(gè)方程（F 合x=0和F 合y=0）。（4）求解共點(diǎn)力作用下物體平衡的一般步驟靈活選取研究對(duì)象；將研究對(duì)象隔離出來(lái)，分析物體的受力情況并畫受力示意圖；根據(jù)物體的受力特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)姆椒?；列出方程?求解方程，并檢查答案是否完整，合理。2探討超重

2、和失重現(xiàn)象（1）實(shí)重、視重、超重、失重和完全失重的概念：實(shí)重：即物體的實(shí)際重力，它不隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而變化的。視重：指物體對(duì)水平支持面的壓力或豎直懸掛線的拉力，它隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變化。超重：視重大于實(shí)重的現(xiàn)象。失重：視重小于實(shí)重的現(xiàn)象。完全失重：視重等于零的現(xiàn)象。（2）產(chǎn)生超重和失重的原因：產(chǎn)生超重和失重的原因可以用圖4-7-1加以說(shuō)明。圖中質(zhì)量為m的物體受重力和拉力兩個(gè)力的作用，物體和彈簧秤的受力情況如圖4-7-2所示。圖中FT的大小就是彈簧秤的讀數(shù)（即視重），F(xiàn)T與FT是一對(duì)作用力與反作用力，所以FT= FT （1）如果物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則FT=mg (2)這種情況下視重等于實(shí)

3、重。如果物體具有向上的加速度，則FT-mg=ma, FT=mg+ma, 但是FT= FT仍然成立，即FT=mg+ma,物體就處于超重狀態(tài)。如果物體具有向下的加速度，則mg- FT =ma, FT=mg-ma, 但是FT= FT仍然成立，即FT=mg-ma,物體就處于失重狀態(tài)。綜上所述，物體出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)的原因是在豎直方向具有加速度。（3）對(duì)超重和失重現(xiàn)象的歸納總結(jié)：當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時(shí)，物體對(duì)測(cè)力計(jì)的作用力大于物體所受的重力，這種現(xiàn)象叫超重。當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時(shí)，物體對(duì)測(cè)力計(jì)的作用力小于物體所受的重力，這種現(xiàn)象叫失重。物體對(duì)測(cè)力計(jì)的作用力的讀數(shù)等于零的狀態(tài)叫完全失重狀態(tài)。處

4、于完全失重狀態(tài)的液體對(duì)器壁沒(méi)有壓強(qiáng)。物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體所受的重力并沒(méi)有變化。在空間站完全失重狀態(tài)下的工業(yè)產(chǎn)品叫太空工業(yè)產(chǎn)品，太空工業(yè)可以在微重力條件下生產(chǎn)出地面上無(wú)法生產(chǎn)的新產(chǎn)品。范例精析例1 如圖4-7-3所示，質(zhì)量為m的物體，在水平力F的作用下，沿傾角為的粗糙斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)，試求水平推力的大小。解析 研究對(duì)象是質(zhì)量為m的物體，它做勻速運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)它受力分析發(fā)現(xiàn)該物體受四個(gè)力作用，受力圖如圖4-7-4所示，對(duì)于這類題我們往往采用正交分解法。按圖4-7-4示方法建立平面直角坐標(biāo)，平衡方程為FcosmgsinFf=0FNmgcosFsin=0Ff=FN解以上方程可得：F=

5、(sin+cos)mg/(cossin) 拓展 我們來(lái)對(duì)解作些討論，若=cot，F(xiàn)趨向于無(wú)限大，也就是說(shuō)這個(gè)物體是推不動(dòng)的，若cot，F(xiàn)要反向，也說(shuō)明用圖示方向的力無(wú)法推動(dòng)這個(gè)物體。例2 如圖4-7-5所示，在原來(lái)勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)的水平地板上放一物體，受到一個(gè)伸長(zhǎng)的彈簧的拉力作用，但仍能保持與升降機(jī)相對(duì)靜止現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)物體被彈簧拉動(dòng)，則判定升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是（     ）A加速上升       B加速下降      C減速上升  D減

6、速下降解析 升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在水平方向，物體所受的靜摩擦力與彈簧的彈力相平衡，若突然發(fā)現(xiàn)物體被彈簧拉動(dòng)，說(shuō)明最大靜摩擦力已經(jīng)小于彈力，就是說(shuō)正壓力突然變小，物體處于失重狀態(tài)，它的加速度豎直向下，升降機(jī)可能是加速下降或減速上升。本題目正確的選項(xiàng)為BC。拓展 上題中的物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的靜摩擦力不一定是最大靜摩擦力，但物體突然滑動(dòng)就說(shuō)明物體的最大靜摩擦力已經(jīng)小于彈簧的彈力，這就說(shuō)明了物體的最大靜摩擦力減小了。又因?yàn)槲矬w的最大靜摩擦力與正壓力成正比，所以判斷正壓力變小。例3 有一根鋼絲的最大拉力為100N，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)的電梯中，這根鋼絲下懸掛了12的物體恰好沒(méi)有斷，問(wèn)電梯可能作怎樣的運(yùn)動(dòng)？（取g=

7、10m/s2） 解析 鋼絲的拉力恰為100N，物體一定處于失重狀態(tài)，所以電梯具有向下的加速度。F合=mg-F=ma,a=5/3m/s2=1.67m/s2.電梯的運(yùn)動(dòng)情況有兩種可能，一是以1.67m/s2的加速度向下勻加速運(yùn)動(dòng)，二是以1.67m/s2的加速度向上勻減速運(yùn)動(dòng)。拓展 假如有個(gè)小孩，在地面上可舉起10的重物，如果他在電梯中能夠舉起12的重物，問(wèn)電梯可能作怎樣的運(yùn)動(dòng)？（取g= 10m/s2）這個(gè)題目與例題3的數(shù)據(jù)完全相同，只是情景不同而已。部分同學(xué)做這個(gè)題有困難，主要的原因是研究對(duì)象不明確。本題中應(yīng)該以電梯中的的重物作為研究對(duì)象。我們來(lái)求這個(gè)小孩在以2 m/s2的加速度勻加速上升的電梯中

8、最多能舉起質(zhì)量為多少的物體？設(shè)小孩能舉起質(zhì)量為m的物體，以向上為正方向。則F合=F-mg=ma,m=F/(a+g)=100/12=25/3=8. 33。能力訓(xùn)練1、如圖4-7-6所示，木塊在恒定拉力F作用下沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，則F與摩擦力的合力方向是（ A ）（）、向上偏右（）、向上偏左（）、水平向左（）、豎直向上2、光滑水平面上，有一木塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)，一根彈簧固定在墻上，如圖4-7-7，木塊從與彈簧接觸直到彈簧被壓縮成最短的時(shí)間內(nèi)木塊將做的運(yùn)動(dòng)是（ B ）A勻減速運(yùn)動(dòng)B速度減小，加速度增大C速度減小，加速度減小D無(wú)法確定3、一光滑斜劈，在力F推動(dòng)下向左勻加速運(yùn)動(dòng)，且

9、斜劈上有一木塊恰好與斜劈保持相對(duì)靜止隨斜劈一起向左加速，如圖4-7-8所示，則木塊所受合力的方向?yàn)? B )A水平向右B水平向左C沿斜面向下D沿斜面向上4、雨滴在下降過(guò)程中，由于水汽的凝聚，雨滴質(zhì)量將逐漸增大，同時(shí)由于速度逐漸增大，空氣阻力也將越來(lái)越大，最后雨滴將以某一收尾速度勻速下降，在此過(guò)程中( C )雨滴所受到的重力逐漸增大，重力產(chǎn)生的加速度也逐漸增大由于雨滴質(zhì)量逐漸增大，下落的加速度逐漸減小由于空氣阻力增大，雨滴下落的加速度逐漸減小雨滴所受到的重力逐漸增大，但重力產(chǎn)生的加速度不變ABCD5.如圖4-7-9所示，放在水平面上的物體在兩個(gè)方向相反的水平拉力F1、F2作用下靜止在水平面上，已

10、知F1=50N,F2=20N。則(AD )A.物體與水平面間的靜摩擦力為30NB.若撒去力F1,物體受到的合力為50N,方向向右C.若撤去力F1,物體受到的臺(tái)力為10N,方向向左D.若撇去力F1,物體受到的合力為06.質(zhì)量為50g的磁鐵塊緊吸在豎直放置的鐵板上，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3。要使磁鐵勻速下滑，需向下加1.5N的拉力.那么，如果要使磁鐵塊勻速向上滑動(dòng)，應(yīng)向上施加的拉力大小為(C)A 1.5NB 2NC 2.5ND 3N7.如圖4-7-10所示，一個(gè)半徑為R、重為G的重球,用長(zhǎng)度為R的細(xì)繩懸掛在光滑的豎直墻壁上。用T表示繩子對(duì)球的拉力,用FN表示墻對(duì)球的支持力,下列結(jié)果中正確的是(

11、 B )8一物體置于粗糙的固定斜面上保持靜止現(xiàn)用水平力F推物體，如圖4-7-11所示當(dāng)F由零稍許增加時(shí)，物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，則（ BD ）A.物體所受的合力增加B.斜面對(duì)物體的支持力增加C.斜面對(duì)物體的摩擦力增加D.斜面對(duì)物體的作用力增加9在軌道上運(yùn)行的人造衛(wèi)星中的一切物體都處于完全失重狀態(tài)，下列儀器在人造衛(wèi)星中不能正常使用的是（ AC ）A.水銀氣壓計(jì) B.彈簧秤 C.天平 D.水銀溫度計(jì)10容器內(nèi)盛有部分水，現(xiàn)將容器豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，設(shè)容器在上拋過(guò)程中不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，那么下列說(shuō)法中正確的是（ D ） A上升過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓力逐漸增大 B下降過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓力逐漸減小 C在

12、最高點(diǎn)水對(duì)容器底部的壓力大小等于水的重力大小 D整個(gè)過(guò)程中水對(duì)容器底部都沒(méi)有壓力11質(zhì)量為2kg的物體通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)掛在升降機(jī)的頂板上，升降機(jī)在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為16N當(dāng)升降機(jī)的速度為3m/s時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)1s，升降機(jī)的位移可能為（g取10m/s2）（ BD ）A8 m B4 m C3 m D2 m12如圖4-7-12所示一個(gè)容器裝了一定量的水，容器中有空氣，把這個(gè)容器放到宇宙飛船中，則容器中的空氣形狀是下列的哪一幅圖？（ C ）13質(zhì)量為50kg的人站在升降機(jī)中，取豎直向上的方向?yàn)檎较?，升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖4-7-13所示，則在t=0至t=2s內(nèi)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多少牛？在t=6s至t=10s內(nèi)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力為多少牛？（g取10m/s2）550、47514、某人在地面上最多能舉起質(zhì)量是60kg的物體，而在一加速下降的電梯中最多能舉起質(zhì)量是80kg的物體，這時(shí)電梯的加速度是多少？若電梯以相同大小的加速度勻加速上升，則此人在電梯里最多能舉起質(zhì)量為多少物體？（g取10 m/s2）2.5m/s2、48kg15、如圖4-7-14所示，豎直懸掛的一重力為G的重物被水平的力拉到與豎直方向成角