高中物理 第四章第七節(jié)4.7用牛頓定律解決問題 二 課件 新人教版必修1

1、 6.7 用牛頓運動定律解決問題用牛頓運動定律解決問題(二二)1. 平衡力:物體受到兩個力的大小相等,方向相反,作用在同一直線上,合力為零.根據(jù)牛頓第二定律,加速度為零.2. 物體在任何情況下都受重力作用,且G=mg與物體的運動狀態(tài)無關(guān).1. 共點力的平衡(1) 平衡狀態(tài):物體在共點力作用下,保持 運動或 的狀態(tài).(2) 共點力平衡條件:物體所受的合力 ,即加速度為零.2. 超重與失重(1) 超重:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受的重力的現(xiàn)象叫超重.產(chǎn)生超重的條件是物體具有 的加速度.(2) 失重:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受的重力的現(xiàn)象叫失重.產(chǎn)生失重的條

2、件是物體具有 的加速度.(3) 完全失重:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零,此時物體加速度為 ,方向豎直向下.自我校對1.（1）勻速直線靜止 （2）為零2.（1）大于向上 （2）小于向下 （3）重力加速度1. 若一個物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是 ( )A. 靜止 B. 勻速直線運動C. 速度為零 D. 受各共點力的合力為零 【答案】 D2. 關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是( )A. 超重就是物體受的重力增加了B. 失重就是物體受的重力減少了C. 完全失重就是物體一點重力都沒有了D. 不論超重、失重或完全失重，物體所受的重力是不變的【解析】超重和失重只是視重的變化，物體本身的重

3、力不變. 【答案】 D 3. 大小不同的三個力同時作用在一個小球上，以下各組中可使小球平衡的是( )A. 2 N，3 N，6 N B. 1 N，4 N，6 NC. 35 N，15 N，25 N D. 5 N，15 N，25 N【解析】使物體平衡必須合外力為0. 【答案】 C有人說“超重是指物體的重力增大，失重就是物體的重力減小”,你認(rèn)為這種說法對嗎?超重與失重只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?增大或減小,是“視重”的改變,無論是超重還是失重,物體所受的重力都沒有變化,因此這種說法錯誤.一、共點力作用下物體的平衡1. 物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),物體處于平衡狀態(tài)

4、的條件是合外力為零,物體的加速度為零.2. 平衡條件的推論(1) 物體在幾個共點力作用下平衡,則在任一方向上物體所受的合外力也為零,如果把物體所受的各個力進(jìn)行正交分解,則共點力作用下物體的平衡可表示為Fx合=0,Fy合=0.(2) 物體受三個力作用而平衡,則任意兩個力的合力與第三個力必等大反向.(3) 物體在幾個共點力作用下平衡,則其中任意一個力與其余的力的合力總是等大、反向、作用在一條直線上.例1如右圖所示,質(zhì)量為m,橫截面為直角三角形的物塊ABC,ABC=,AB也靠在豎直墻面上,F是垂直于斜面BC的推力.現(xiàn)物塊靜止不動,則摩擦力的大小是多少?【點撥】物塊靜止不動,意味著物塊與墻面之間的作用

5、力為靜摩擦力,只能根據(jù)共點力平衡條件求解.【解析】物體在垂直于斜面BC的推力F的作用下處于平衡狀態(tài),物體有向下滑的趨勢,它所受的靜摩擦力向上,利用正交分解法求解.選物塊為研究對象,受力分析如圖所示.建立如圖坐標(biāo)系,F沿x軸、y軸的兩分力為Fx=Fcos ,Fy=Fsin ,物塊靜止不動,則FN=Fx,f=Fy+mg=mg+Fsin .即摩擦力為mg+Fsin .1. 如圖所示，人重600 N，木塊重400 N，人與木塊、木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，現(xiàn)人用水平力拉繩，使他與木塊一起向右勻速運動，則( )A. 人拉繩的力是200NB. 人拉繩的力是100NC. 人的腳給木塊的摩擦力向右D

6、. 人的腳給木塊的摩擦力向左【解析】對整體而言，地面對木塊的摩擦力為Ff=FN=1 0000.2 N=200 N，故人拉繩的力只需100N，該力小于人和木塊之間的最大靜摩擦力. 【答案】 BC二、超重和失重1. 視重:當(dāng)物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視重”,大小等于秤所受的拉力或壓力.2. 視重、失重和超重的關(guān)系現(xiàn)象視重視重與重力比較加速度情況勻速直線運動或靜止F=mgF=mga=0超重F=mg+maFmga0向上失重F=mg-maFmga0向下完全失重F=0F=0mga=g向下3. 物體處于超重還是失重狀態(tài)與速度方向無關(guān),可直接根據(jù)加速度的方向來判斷.4

7、. 不管是超重還是失重狀態(tài),物體的重力都不會變化.例2舉重運動員在地面上能舉起120 kg的重物，在運動著的升降機中只能舉起100 kg的重物，求升降機運動的加速度.若在以a=2.5 m/s2的加速度加速下降的升降機內(nèi)，此人能舉起質(zhì)量多大的重物？(g取10 m/s2)【點撥】本題關(guān)鍵是理解舉重運動員向上的支撐力不會因為發(fā)生超重和失重現(xiàn)象而發(fā)生變化.【解析】運動員在地面上能舉起120 kg的重物，則運動員向上的最大支撐力為Fm1g12010 N1 200 N.在升降機中只能舉起100 kg的重物，可見物體超重了，升降機應(yīng)具有向上的加速度，則由牛頓第二定律得F-m2gm2a1，得出a1 m/s2=

8、2 m/s2.當(dāng)升降機以加速度a=2.5 m/s2下降時，物體處于失重狀態(tài),由牛頓第二定律得m3g-F=m3a，得出m3= kg=160 kg.故升降機的加速度為2 m/s2；能舉起質(zhì)量為160 kg的重物.1010012002gmF5 . 2101200agF2. 一名兒童站在媽媽單位的電梯內(nèi)，準(zhǔn)備去媽媽的辦公室.隨身帶了一玩具車，他用一彈性細(xì)繩輕拉玩具車時，玩具車并沒有動.正當(dāng)他不想拉車要拿起車的時候，卻發(fā)現(xiàn)自己的玩具車突然自己動了起來.此時電梯也到達(dá)了他媽媽工作的樓層，請問他是在上樓還是下樓（已知電梯原來是勻速運動的）( )A.正在減速上樓 B. 正在減速下樓C. 還在勻速運動 D. 無

9、法判斷【解析】原來玩具車處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)在車被拉動，表明摩擦力減小了，因此壓力減小了，物體處于失重狀態(tài)，加速度的方向向下.又知他到達(dá)了目的地，說明電梯要停下來，所以只能是減速上升. 【答案】 A 超重和失重并不是重力變大或變小，而是物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力大于或小于物體的重力，其最直接的判斷方法就是分析物體運動的加速度方向.只要物體具有豎直向上的加速度，物體就處于超重狀態(tài)；只要物體具有豎直向下的加速度，物體就處于失重狀態(tài).沒有弄清超重和失重的實質(zhì)，對運動過程不能實事求是地分析，是求解超重和失重問題常出現(xiàn)的錯誤.【例】某人站在一臺秤上，在此人迅速下蹲的過程中，臺秤的讀數(shù)( )A. 先變大后變小，最后等于人的重力B. 一直變大，最后等于人的重力C. 先變小后變大，最后等于人的重力D. 一直變小，最后等于人的重力【錯解】因為人由靜止加速下蹲，故人處于失重狀態(tài)，臺秤的讀數(shù)一直變小，最后等于人的重力，故選D.【剖析】