必修1 第4章 7用牛頓運動定律解決問題(二) 課件（31張）

1、7用牛頓運動定律解決問題(二)同學(xué)們，前幾節(jié)我們學(xué)習(xí)了牛頓定律有關(guān)規(guī)律，首先請大家回顧一下有關(guān)知識，然后回答下面的幾個問題：1在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為()A7 m/s B14 m/sC10 m/sD20 m/s【答案】B2(2016江蘇校級模擬)如圖甲所示，A、B兩物塊在如圖乙所示的隨時間按正弦規(guī)律變化的外力作用下，由靜止開始一起沿光滑水平面運動，A、B兩物塊始終保持相對靜止，

2、則以下說法中正確的是()AA、B兩物塊一起做往復(fù)運動Bt1時刻物塊的速度最大Ct2時刻物塊運動的位移最大Dt3時刻物塊A受到的摩擦力最大【答案】D【解析】在0t2內(nèi)整體沿正方向做加速運動；t2t4內(nèi)加速度反向，做減速運動，因為兩段時間內(nèi)受力是對稱的，所以t4末速度變?yōu)榱悖恢髢蓚€物塊又重復(fù)以前的運動，一直沿正方向運動，故A、C錯誤；結(jié)合A的分析可知，在0t2內(nèi)一直做加速運動，所以在t2時刻物塊的速度最大，故B錯誤；對整體分析，整體的加速度與F的方向相同，t3時刻兩個物塊的加速度最大；B物體所受的合力為摩擦力，故摩擦力的方向與加速度方向相同，大小為fmBa；可知當(dāng)加速度最大時，B受到的摩擦力最大

3、即t3時刻物塊B受到的摩擦力最大，根據(jù)牛頓第三定律可知，t3時刻物塊A受到的摩擦力最大，故D正確一、共點力的平衡條件1平衡狀態(tài)：如果一個物體在力的作用下，保持_或_狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)2共點力作用下物體的平衡條件是_，即F合_.物體所受合力為零，則在任一方向上，物體所受的合力都為零，即Fx 0、Fy 0.靜止勻速直線運動合力為零0二、超重1定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_物體所受重力的現(xiàn)象2產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度(填“向上”或“向下”)大于向上三、失重1定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_物體所受重力的現(xiàn)象2產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度3完全失重(1

4、)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_的狀態(tài)(2) 產(chǎn)生條件：a g，方向_小于向下等于零豎直向下四、從運動學(xué)、動力學(xué)角度看自由落體運動1自由落體運動的運動學(xué)特征自由落體運動是初速度為零的_運動2自由落體運動的動力學(xué)特征由于物體在做自由落體運動時所受重力是恒力，由牛頓第二定律可知，物體下落的加速度_(填“恒定”或“改變”)勻加速直線恒定如圖所示，小星家住十八樓，每天上學(xué)、放學(xué)均要乘垂直升降電梯上下樓剛開始在電梯里下樓時，他覺得有種“飄飄然”的感覺，背的書包也感覺變“輕”了快到底樓時，他覺得自己有種“腳踏實地”的感覺，背的書包也感覺變“重”了每次感覺都相似，這是什么原因呢？【答案】剛開

5、始下樓時，人和書包處于失重狀態(tài)；電梯快停止時，人和書包處于超重狀態(tài)1平衡狀態(tài)(1)定義：如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動，則這個物體就處于平衡狀態(tài)如在光滑水平面上做勻速直線滑動的物塊、沿斜面勻速直線下滑的木箱、天花板上懸掛的吊燈等，這些物體都處于平衡狀態(tài)共點力的平衡條件(2)從物體的運動性質(zhì)透析平衡狀態(tài)靜止：注意靜止和速度為零的區(qū)別靜止狀態(tài)表明v0，a0，兩者同時成立；若v0，a0，如上拋到最高點的物體，此時物體并不能保持靜止，處于非平衡狀態(tài)，因此可以說靜止的物體速度為零，但速度為零的物體并不一定靜止勻速直線運動：速度大小、方向均不變(2)平衡條件的四個推論若物體在兩個力同時作用

6、下處于平衡狀態(tài)，則這兩個力等大反向，其合力為零若物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，任意兩個力的合力與第三個力等大、反向，其合力為零若物體在n個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，n個力必定合力為零，其中任意(n1)個力的合力必定與第n個力等大反向當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時，沿任意方向物體的合力均為零例1在圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是()解析：物體處于平衡狀態(tài)時加速度為零，所受合力為零，故A、C錯誤物體處于平衡狀態(tài)時速度保持不變，而位移圖象的斜率等于速度，傾斜的直線表示物體做勻速直線運動，故B正確此圖表示物體做勻加速直線運動，處于非平衡狀態(tài)，故D錯誤答案：B1用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上，如圖所示，若鳥籠重

7、19.6 N，求繩子OA和OB的拉力大小【答案】17.0 N9.80 N【解析】以結(jié)點O為研究對象，它受到鳥籠的拉力F以及繩子OA和OB的拉力F1、F2，結(jié)點O在這三個力的作用下處于靜止狀態(tài)由力的平衡條件知，F(xiàn)1、F2的合力F與F大小相等、方向相反其中，鳥籠對O點的拉力大小就等于鳥籠所受的重力，即FG.作出力的平行四邊形，如圖所示由數(shù)學(xué)知識得F1Gcos 3019.60.866 N17.0 NF2Gsin 3019.60.5 N9.80 N繩子OA的拉力大小為17.0 N，OB的拉力大小為9.80 N.1物體處于超重和失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在，大小不變2發(fā)生超重和失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)

8、，只取決于加速度的方向3在完全失重的狀態(tài)下，平時一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都將完全消失，比如物體對支持面無壓力，擺鐘停止擺動，浸在水中的物體不再受浮力，液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等靠重力才能使用的儀器將失效不能再使用(如天平、液體氣壓計等)對超重和失重的理解4物體不在豎直方向上運動，只要其加速度在豎直方向上有分量，即ay0，則當(dāng)ay方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)例2質(zhì)量為60 kg的人站在升降機的體重計上，如圖(a)所示，當(dāng)升降機做下列各種運動時，體重計示數(shù)是多少？(g取10 m/s2)(1)升降機勻速上升(2)升降機以4 m/s2的加速度加速上升(3)升

9、降機以5 m/s2的加速度加速下降(4)升降機以重力加速度g加速下降解：(1)勻速上升時，a0，則Fmg0，故Fmg600 N.(2)加速上升時，取向上為正方向，則Fmgma，故Fmgma(6010604)N840 N.(3)加速下降時，取向下為正方向，則mgFma，故Fmgma(6010605) N300 N.(4)ag向下時，取向下為正方向，則mgFma，故F0(人處于完全失重狀態(tài))答案：(1)600 N(2)840 N(3)300 N(4)02(多選)“蹦極”是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈性繩由高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c點是人所到達的最低點，b點是人靜止懸吊著

10、時的平衡位置，人從P點落下到最低點c的過程中()A人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D在c點，人的速度為零，其加速度為零【答案】AB【解析】人從P點到c點的過程中，Pa段做自由落體運動，加速度為g，方向豎直向下，處于完全失重狀態(tài)；ab段做加速度逐漸減小的加速運動，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)；bc段做加速度逐漸增大的減速運動，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，在c點拉力大于重力，加速度不為零；故A、B正確1自由落體運動的運動學(xué)特征自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，即物體的初速度為

11、零2自由落體運動的動力學(xué)特征由于物體在做自由落體運動時所受重力是一個恒力，由牛頓第二定律可知，物體下落的加速度也是恒定的，從這個角度看，自由落體運動是勻變速直線運動3自由落體運動的加速度由牛頓第二定律mgma可知，物體只在重力作用下產(chǎn)生的加速度ag.從動力學(xué)角度看自由落體運動例3一物體置于粗糙的斜面上，給物體施加一個平行于斜面向上的力，當(dāng)此力為100 N時物體恰能沿斜面向上勻速運動；當(dāng)此力為20 N且沿斜面向下時，物體恰能沿斜面向下勻速運動，求施加此力前，物體在斜面上受到的摩擦力為多大？解析：物體沿斜面向上運動時受力分析如圖所示由共點力的平衡條件，x軸：F1mgsin Ff10y軸：mgcos FN