用牛頓運動定律解決問題

7用牛頓運動定律解決問題〔二〕1精選課件1.能運用牛頓運動定律解答較復雜的問題。2.知道什么是物體處于平衡狀態(tài)。知道在共點力作用下物體的平衡條件，即合力為0。3.知道物理學中超重和失重現(xiàn)象的含義，能通過牛頓運動定律對它們進行定量的分析，并能分析和說明一些簡單的相關(guān)問題。4.能解答以自由落體運動為根底的豎直方向上的運動學問題〔豎直上拋、豎直下拋等〕。2精選課件一、共點力的平衡條件2.共點力作用下物體的平衡條件是合力為０。1.平衡狀態(tài)：如果一個物體在力的作用下，保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。3.平衡條件的四個推論〔1〕假設物體在兩個力同時作用下處于平衡狀態(tài)，那么這兩個力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上，其合力為零，這就是初中學過的二力平衡。3精選課件〔2〕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?！?〕物體在n個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)時，n個力必定共面共點，合力為零，稱為n個共點力的平衡，其中任意(n-1)個力的合力必定與第n個力等大、反向，作用在同一直線上?！?〕當物體處于平衡狀態(tài)時，沿任意方向物體的合力均為零。4精選課件例1.城市中的路燈，無軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動，鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G，角AOB等于θ，鋼索OA對O點的拉力和桿OB對O點的支持力各是多大？解析：

1.輕質(zhì)細繩中的受力特點：兩端受力大小相等，內(nèi)部張力處處相等。2.輕質(zhì)直桿僅兩端受力時〔桿處于平衡狀態(tài)〕的特點：這兩個力必然沿桿的方向且大小相等。3.節(jié)點O也是一理想化模型。6精選課件例2.人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。FNmg求：①人和電梯一同靜止時，人對地板的壓力為多大？因為人是靜止的所以合外力為0有：再根據(jù)牛頓第三定律就可求出人對電梯的壓力7精選課件②人隨電梯以加速度a勻加速上升，人對地板的壓力為多大？FNmg以加速度a勻加速上升，因為加速，所以加速度方向與速度同向，物體是上升的，所以加速度方向也是向上的。有8精選課件③人以加速度a勻減速下降，這時人對地板的壓力又是多大？FNmg以加速度a勻減速下降，因為減速，所以加速度方向與速度反向，物體是下降的，所以加速度方向是向上的。有9精選課件⑤人隨電梯以加速度a(a<g)勻減速上升，人對地板的壓力為多大？④人隨電梯以加速度a(a<g)勻加速下降，人對地板的壓力多大？11精選課件13精選課件二、超重與失重1.超重：物體對支持物的壓力〔或?qū)覓煳锏睦Α炒笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重。2.失重:物體對支持物的壓力〔或?qū)覓煳锏睦Α承∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。你能由以上實例總結(jié)超重和失重的定義嗎？14精選課件⑥人隨電梯以加速度g勻加速下降，這時人對地板的壓力又是多大？當電梯對人沒有支持力時，人只受重力，加速度大小為g，做的是自由落體運動。16精選課件你能總結(jié)出完全失重的定義嗎？3.完全失重如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運動，這時物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，好似完全沒有了重力作用，這種狀態(tài)是完全失重。17精選課件1.人隨電梯能以加速度a(a>g)勻加速下降嗎？2.如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？3.發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時，物體實際受的重力是否發(fā)生了變化？請你分析：19精選課件(1)超重和失重是一種物理現(xiàn)象。(2)物體的重力與運動狀態(tài)無關(guān)，不管物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。(3)規(guī)律：物體具有豎直向上的加速度時為超重狀態(tài)物體具有豎直向下的加速度時為失重狀態(tài)超重還是失重由加速度方向決定，與速度方向無關(guān)4.超重與失重知識總結(jié)：21精選課件三、從動力學看自由落體運動1.對自由落體運動的理解(1)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，即物體的初速度為零。(2)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加速度，從這個角度看，自由落體運動是勻變速直線運動。(3)從牛頓第二定律F=ma可知，物體所受重力產(chǎn)生下落的加速度，mg=ma，所以a=g。22精選課件2.對豎直上拋運動的理解豎直上拋運動的處理方法一般有兩種：①全程法將豎直上拋運動視為豎直向上的加速度為g的勻減速直線運動。23精選課件②分階段法將全程分為兩個階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段。豎直上拋運動的對稱性，如下圖，物體以初速度v0豎直上拋，A.B為途中的任意兩點，C為最高點，那么24精選課件①時間對稱性物體上升過程中從A→C所用時間tAC和下降過程中從C→A所用時間tCA相等，同理tAB=tBA。②速度對稱性物體上升過程經(jīng)過A點的速度與下降過程經(jīng)過A點的速度大小相等。

25精選課件1.以下四個實驗中，不能在繞地球飛行的太空實驗艙中完成的是()A.用彈簧測力計測物體的重力B.用天平測物體的質(zhì)量C.用溫度計測艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強ABD26精選課件2.“蹦極〞是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，人在從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。AB27精選課件3.(2021?南昌高一檢測)以下關(guān)于超重和失重的說法中，正確的選項是

(

)A.物體處于超重狀態(tài)時，其重力增加了B.物體處于完全失重狀態(tài)時，其重力為零C.物體處于超重或失重狀態(tài)時，其慣性比物體處于靜止狀態(tài)時增加或減小了D.物體處于超重或失重狀態(tài)時，其重力都沒有變化D28精選課件4.某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個加速下降的電梯里最多能舉起8０kg的物體。求：〔１〕此電梯的加速度多大？〔２〕假設電梯以此加速度上升，那么此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？〔取g=10m/s2〕29精選課件【解析】〔１〕不管在地面上，還是在變速運動的電梯里，人的最大舉力是一定的，這是該題的隱含條件。設人的最大舉力為Ｆ，由題意可得Ｆ=m1g=60kg×10m/s2＝600Ｎ。選被舉物體為研究對象，它受到重力m2g和舉力Ｆ的作用，在電梯以加速度a下降時，根據(jù)牛頓第二定律有m2g－Ｆ＝m2a。解得電梯的加速度為a=g－Ｆ/m2＝10m／s2-600/80m/s2＝2.5m/s2。30精選課件〔２〕當電梯以加速度a上升時，設人在電梯中能舉起物體的最大質(zhì)量為m3，根據(jù)牛頓第二定律有Ｆ－m3g=m3a。解得m3=F/(g+a)=600/(10+2.5)kg=48kg【答案】〔１〕2.5m/s2(2)48