2020人教版物理必修一-第4章-7

1、2020人教版物理必修一-第4章-72020人教版物理必修一-第4章-7第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二)第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二)素養(yǎng)目標(biāo)定位素養(yǎng)目標(biāo)定位素養(yǎng)思維脈絡(luò)素養(yǎng)思維脈絡(luò)1課前預(yù)習(xí)反饋2課內(nèi)互動(dòng)探究3核心素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)5課后課時(shí)作業(yè)1課前預(yù)習(xí)反饋2課內(nèi)互動(dòng)探究3核心素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)5課課前預(yù)習(xí)反饋課前預(yù)習(xí)反饋1共點(diǎn)力：物體同時(shí)受幾個(gè)力作用，如果這幾個(gè)力作用在物體的_，或者它們的作用線_，那么這幾個(gè)力就叫共點(diǎn)力。2平衡狀態(tài)：一個(gè)物體在力的作用下，保持_或_狀態(tài)，則該物體處于平衡狀態(tài)。3平衡條件：共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是_，即F合0。

2、知識(shí)點(diǎn) 1共點(diǎn)力作用下物體的平衡同一點(diǎn)交于一點(diǎn)靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)合力為零1共點(diǎn)力：物體同時(shí)受幾個(gè)力作用，如果這幾個(gè)力作用在物體的_知識(shí)點(diǎn) 2超重和失重1視重：所謂“視重”是指人由彈簧秤等量具上所_的讀數(shù)。2超重(1)定義：物體對(duì)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?？吹酱笥谪Q直向上知識(shí)點(diǎn) 2超重和失重1視重：所謂“視重”是指人由彈簧秤等量3失重(1)定義：物體對(duì)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)完全失重定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_的狀態(tài)。產(chǎn)生條件：a_，方向_。小于

3、豎直向下等于零g豎直向下小于豎直向下等于零g豎直向下1受力情況：運(yùn)動(dòng)過程中只受_作用，且重力恒定不變，所以物體的_恒定。2運(yùn)動(dòng)情況：初速度為_的豎直向下的_直線運(yùn)動(dòng)。重力知識(shí)點(diǎn) 3從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng)加速度零勻加速1受力情況：運(yùn)動(dòng)過程中只受_作用，且重力恒定判一判(1)處于平衡狀態(tài)的物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)。()(2)加速度為零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)。()(3)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)一定處于超重狀態(tài)。()(4)物體減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)。()(5)物體處于失重狀態(tài)時(shí)重力減小了。()辨析思考判一判辨析思考選一選(多選)洗車房的內(nèi)、外地面均水平，門口有一個(gè)斜坡。一輛小車洗完車出來，空擋滑行經(jīng)歷了如圖所

4、示的三個(gè)位置。忽略車輪所受的摩擦力，下列說法正確的是( )A小車在甲位置受到的合力為零B小車在乙位置做勻速運(yùn)動(dòng)C小車在乙位置處于平衡狀態(tài)D小車在丙位置處于平衡狀態(tài)BC選一選BC解析：由圖可看出小車在甲位置時(shí)，后輪所受地面的彈力豎直向上，前輪所受地面的彈力垂直斜面向上，小車所受重力豎直向下，三力之合不為零，A錯(cuò)誤；同理可判B、C正確，D錯(cuò)誤。2020人教版物理必修一-第4章-7想一想一個(gè)人站在體重計(jì)的測(cè)盤上，在人從站立到蹲下的整個(gè)過程中(如圖所示)，體重計(jì)指針示數(shù)如何變化？提示：先減小，后增加，再還原解析：人蹲下的過程經(jīng)歷了加速向下(失重)、減速向下(超重)和靜止這三個(gè)過程。2020人教版物理必

5、修一-第4章-7課內(nèi)互動(dòng)探究課內(nèi)互動(dòng)探究如圖所示，甲圖中的石頭受到幾個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)；乙圖中的飛機(jī)做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。試結(jié)合上述現(xiàn)象討論：處于平衡狀態(tài)的物體有什么特點(diǎn)？物體若受多個(gè)共點(diǎn)力保持平衡，應(yīng)滿足什么條件？探究一共點(diǎn)力作用下物體的平衡1提示：處于平衡狀態(tài)的物體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生變化，加速度為0；共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。如圖所示，甲圖中的石頭受到幾個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)；乙圖中2020人教版物理必修一-第4章-72020人教版物理必修一-第4章-73解題方法(1)合成法：對(duì)于三個(gè)共點(diǎn)力的平衡，一般根據(jù)“任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向”的關(guān)系，結(jié)合三角函數(shù)

6、、相似三角形等知識(shí)求解。(2)分解法：對(duì)于三個(gè)共點(diǎn)力的平衡，也可將某一個(gè)力分解到另外兩個(gè)力的反方向上，得到的這兩個(gè)分力必定與另外兩個(gè)力等大、反向。(3)正交分解法：物體受多個(gè)共點(diǎn)力的作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，可以建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，利用正交分解法求出x軸和y軸方向上的合力，應(yīng)用Fx合0，F(xiàn)y合0列式求解。(4)三角形法：當(dāng)三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，這種方法一般用來討論動(dòng)態(tài)平衡問題較為方便。3解題方法沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A點(diǎn)(如圖)，足球的質(zhì)量為m，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B，懸繩與墻壁的夾角為，求懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力。解題指導(dǎo)：足球處于三

7、力平衡狀態(tài)，可以應(yīng)用分解法、合成法或正交分解法等方法求解。典題 1沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A點(diǎn)(如圖)，足球解析：取足球作為研究對(duì)象，它共受到三個(gè)力的作用。重力Gmg，方向豎直向下；墻壁的支持力F1，方向水平向右；懸繩的拉力F2，方向沿繩的方向。這三個(gè)力一定是共點(diǎn)力，重力的作用點(diǎn)在球心O點(diǎn)，支持力F1沿球的半徑方向。G和F1的作用線必交于球心O點(diǎn)，則F2的作用線必過O點(diǎn)。既然是三力平衡，可以根據(jù)任意兩力的合力與第三力等大、反向求解，可以據(jù)力三角形求解，也可用正交分解法求解。2020人教版物理必修一-第4章-7解法1用合成法取足球作為研究對(duì)象，它們受重力Gmg、墻壁的支持力F1和懸繩的拉

8、力F2三個(gè)共點(diǎn)力作用而平衡，由共點(diǎn)力平衡的條件可知，F(xiàn)1和F2的合力F與G大小相等、方向相反，即FG，從圖中力的平行四邊形可求得：F1Ftan mgtan F2F/cos mg/cos 解法1用合成法解法2用分解法取足球?yàn)檠芯繉?duì)象，其受重力G、墻壁支持力F1、懸繩的拉力F2，如圖所示。將重力G分解為F1和F2，由共點(diǎn)力平衡條件可知，F(xiàn)1與F1的合力必為零，F(xiàn)2與F2的合力也必為零，所以F1F1mgtan F2F2mg/cos 解法2用分解法2020人教版物理必修一-第4章-7解法4用正交分解法求解取足球作為研究對(duì)象，受三個(gè)力作用，重力G、墻壁的支持力F1、懸繩拉力F2，如圖所示，取水平方向?yàn)閤

9、軸，豎直方向?yàn)閥軸，將F2分別沿x軸和y軸方向進(jìn)行分解。由平衡條件可知，在x軸和y軸方向上的合力Fx合和Fy合應(yīng)分別等于零。即Fx合F1F2sin 0Fy合F2cos G0由式解得：F2G/cos mg/cos 代入式得F1F2sin mgtan 答案：mg/cos ；mgtan 點(diǎn)評(píng)：比較各種解法的優(yōu)缺點(diǎn)，分析一下解決此類問題的方法步驟。解法4用正交分解法求解D解析：孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零；只受重力和空氣的作用力，根據(jù)平衡條件得到空氣的作用力的大小為mg，方向豎直向上，故選D。D解析：孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零你乘坐過高速電梯嗎？電梯在啟動(dòng)

10、、停止的過程中你有怎樣的感受？將你的體驗(yàn)與同學(xué)交流一下，體會(huì)其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律。提示：電梯啟動(dòng)時(shí)感到腳對(duì)地板的壓力增大，電梯在停止的過程中感到腳對(duì)地板的壓力減小了。探究二對(duì)超重與失重現(xiàn)象的理解2你乘坐過高速電梯嗎？電梯在啟動(dòng)、停止的過程中你有怎樣的感受？1實(shí)重與視重(1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力。(2)視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力。2超重與失重(1)超重：“視重”大于“實(shí)重”的現(xiàn)象(2)失重：“視重”小于“實(shí)重”的現(xiàn)象1實(shí)重與視重3對(duì)超重和失重現(xiàn)象的理解(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體所受的

11、重力始終不變，只是物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，看起來物重好像有所增大或減小。(2)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度方向無關(guān)，只取決于物體加速度的方向。加速度向上則“超重”，加速度向下則“失重”。(3)在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都完全消失，比如物體對(duì)桌面無壓力，單擺停止擺動(dòng)，浸在水中的物體不受浮力等?？恐亓Σ拍苁褂玫膬x器，也不能再使用，如天平、液體氣壓計(jì)等。2020人教版物理必修一-第4章-7(原創(chuàng)題)如圖所示，蘋果自空中豎直落入深水中，到達(dá)某一深度后又返回到水面，下列說法正確的是()A蘋果在空中下落時(shí)處于“超重”狀態(tài)B蘋果落入水中后“重力”變小了C蘋果在水中

12、向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于“超重”狀態(tài)D蘋果在水中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)處于“失重”狀態(tài)典題 2C(原創(chuàng)題)如圖所示，蘋果自空中豎直落入深水中，到達(dá)解題指導(dǎo)：(1)加速度的方向決定“超重”或“失重”。(2)重力不隨物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變化。解析：蘋果在空中下落時(shí)加速度向下，處于“失重”狀態(tài)，A錯(cuò)；蘋果在水中下落時(shí)加速度向上，處于“超重”狀態(tài)，C對(duì)；蘋果在水中上升時(shí)加速度向上，處于“超重”狀態(tài)，D錯(cuò)；蘋果在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中“重力”沒變，B錯(cuò)。2020人教版物理必修一-第4章-7對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(2019廣東省惠州市高一上學(xué)期期末)金屬小桶側(cè)面有一小孔A，當(dāng)桶內(nèi)盛水時(shí)，水會(huì)從小孔A中流出。如果讓裝滿水的小桶自由下落，不計(jì)空氣阻力，則

13、在小桶自由下落過程中()A水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出B水不再從小孔噴出C水將以更大的速度噴出D水將以較小的速度噴出解析：水桶自由下落，處于完全失重狀態(tài)，故其中的水也處于完全失重狀態(tài)，對(duì)容器壁無壓力，故水不會(huì)流出；故選B。B對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(2019廣東省惠州市高一上學(xué)期期末)金屬(1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體重力時(shí)，突然向上加速，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化？(2)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體重力時(shí)，突然向下加速，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化？(3)若將彈簧測(cè)力計(jì)和物體一起釋放，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化？探究三超重與失重現(xiàn)象的分析處理3提示：(1)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大了。(2)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小了。(3)彈簧

14、測(cè)力計(jì)示數(shù)變?yōu)榱恪?1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體重力時(shí)，突然向上加速，觀察彈簧測(cè)力計(jì)1產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的原因(1)產(chǎn)生超重的原因：當(dāng)物體具有向上的加速度a時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力(或懸繩的拉力)為F。由牛頓第二定律可得：Fmgma所以Fm(ga)mg由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)Fmg。1產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的原因(2)產(chǎn)生失重現(xiàn)象的原因：當(dāng)物體具有向下的加速度a時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力(或懸繩對(duì)物體的拉力)為F。由牛頓第二定律可知：mgFma所以Fm(ga)mg由牛頓第三定律可知，物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)Fmg。特例：當(dāng)物體具有向下的加速度ag時(shí)，則F0，物體處

15、于完全失重狀態(tài)。2020人教版物理必修一-第4章-72超重、失重的分析比較2超重、失重的分析比較2020人教版物理必修一-第4章-7某人在以a0.5 m/s2的加速度勻加速下降的升降機(jī)中最多可舉起m190 kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多少千克的物體？若此人在勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m240 kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度為多大？(g取10 m/s2)解題指導(dǎo)：設(shè)此人的最大“舉力”為F，且在不同環(huán)境中這個(gè)“舉力”是恒定不變的，即他在以不同的加速度運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中最大的“舉力”仍是F。若以物體為研究對(duì)象對(duì)其進(jìn)行受力分析，根據(jù)人舉起的不同質(zhì)量的物體，可推知物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；反過來根

16、據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在“舉力”相同時(shí)也可以推知舉起物體的質(zhì)量。典題 3某人在以a0.5 m/s2的加速度勻加速下降的升解析：以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，如圖甲所示，設(shè)人的最大“舉力”為F，由牛頓第二定律得m1gFm1a1所以Fm1(ga1)855 N當(dāng)他在地面上舉物體時(shí)，設(shè)最多可舉起質(zhì)量為m0的物體，則有m0gF0所以m085.5 kg解析：以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，如答案：85.5 kg11.375 m/s2答案：85.5 kg11.375 m/s2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3如圖所示，一個(gè)質(zhì)量M50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)

17、，測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)質(zhì)量m5 kg的物體A。當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，她看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40 N，g10 m/s2，求：(1)升降機(jī)的加速度；(2)此時(shí)人對(duì)地板的壓力。答案：(1)2 m/s2，方向向下(2)400 N豎直向下對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3如圖所示，一個(gè)質(zhì)量M50 kg的人站在升降機(jī)2020人教版物理必修一-第4章-7核心素養(yǎng)提升核心素養(yǎng)提升動(dòng)力學(xué)中的圖象問題1常見的動(dòng)力學(xué)圖象：vt圖象、at圖象、Ft圖象、Fa圖象等。2圖象問題的類型(1)已知物體受到的力隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)已知物體的速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線，要求分析物體的受力情況。(3)由已知條件確定某物理量的變化圖象。2020人教版物理必修一-第4章-73解題策略3解題策略廣州塔，昵稱小蠻腰，總高度達(dá)600米，游客乘坐觀光電梯大約一分鐘就可以到達(dá)觀光平臺(tái)。若電梯簡(jiǎn)化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在t0時(shí)由靜止開始上升，at圖象如圖所示。則下列相關(guān)說法正確的是()At4.5 s時(shí)，電梯處于失重狀態(tài)B555 s時(shí)間內(nèi)，繩索拉力最小Ct59.5 s時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)Dt60 s時(shí)，電梯速度恰好為零案 例D廣州塔，昵稱小蠻腰，總高度達(dá)600米，游客乘坐