1、第第 四四 章章 第第 7 7 節節 新知預習新知預習 巧設計巧設計 名師課堂名師課堂 一點通一點通 創新演練創新演練 大沖關大沖關 讀教材讀教材填要點填要點 要點一要點一 要點二要點二 隨堂檢測隨堂檢測 歸納小結歸納小結 課下作業課下作業 綜合提升綜合提升 試身手試身手夯基礎夯基礎 關鍵語句歸納關鍵語句歸納 1 1理解共點力作用下物體平衡狀態的理解共點力作用下物體平衡狀態的 概念，明確平衡條件即概念，明確平衡條件即F F合 合 0 0，會，會 用平衡條件解決力的平衡問題。用平衡條件解決力的平衡問題。 2 2通過實驗認識什么是超重和失重現通過實驗認識什么是超重和失重現 象，知道產生超重和失重的

2、條件。象，知道產生超重和失重的條件。 3 3能解答以自由落體為基礎的豎直方能解答以自由落體為基礎的豎直方 向的運動學問題向的運動學問題( (豎直上拋、下拋豎直上拋、下拋) )。 讀教材讀教材填要點填要點 1 1共點力的平衡條件共點力的平衡條件 (1)(1)平衡狀態：物體在力的作用下保持平衡狀態：物體在力的作用下保持 或或 狀態，則這個物體處于平衡狀態。狀態，則這個物體處于平衡狀態。 (2) (2)平衡條件：平衡條件： 為零。為零。 靜止靜止 勻速直線運動勻速直線運動 合力合力 2 2超重和失重超重和失重 (1)(1)超重：超重： 定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力( (或對懸掛物

3、的拉力或對懸掛物的拉力) ) 物體所受重力的現象。物體所受重力的現象。 產生條件：物體具有產生條件：物體具有 的加速度。的加速度。 大于大于 豎直向上豎直向上 (2)失重：失重： 定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉或對懸掛物的拉 力力) 物體所受重力的現象。物體所受重力的現象。 產生條件：物體具有產生條件：物體具有 的加速度。的加速度。 完全失重：完全失重： a定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉或對懸掛物的拉 力力) 的狀態。的狀態。 b產生條件：產生條件：ag，方向，方向 。 小于小于 豎直向下豎直向下 等于零等于零 豎直向下豎直向

4、下 關鍵一點關鍵一點物體處于失重狀態還是超重狀態，物體處于失重狀態還是超重狀態， 是由物體加速度的方向決定的。是由物體加速度的方向決定的。 3從動力學角度看自由落體運動從動力學角度看自由落體運動 (1)運動學特征：初速度為零的豎直向下的運動學特征：初速度為零的豎直向下的 直直 線運動。線運動。 (2)動力學特征：只受重力作用，且重力恒定不變，因動力學特征：只受重力作用，且重力恒定不變，因 此物體的此物體的 恒定。恒定。 (3)加速度：由加速度：由Fma得：得：ag，即為重力加速度。，即為重力加速度。 勻加速勻加速 加速度加速度 試身手試身手夯基礎夯基礎 1若一個物體處于平衡狀態，則此物體一定是

5、若一個物體處于平衡狀態，則此物體一定是 () A靜止的靜止的 B勻速直線運動勻速直線運動 C速度為零速度為零 D合力為零合力為零 解析：解析：處于平衡狀態的物體，可能處于靜止或勻速處于平衡狀態的物體，可能處于靜止或勻速 直線運動狀態，但其合力一定為零，故直線運動狀態，但其合力一定為零，故D選項正確。選項正確。 答案：答案：D 2關于超重和失重的下列說法中，正確的是關于超重和失重的下列說法中，正確的是 () A超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體 所受的重力減少了所受的重力減少了 B物體做自由落體運動時處于完全失重狀態，所以物體做自由落體運動時處于

6、完全失重狀態，所以 做自由落體運動的物體不受重力作用做自由落體運動的物體不受重力作用 C物體具有向上的速度時處于超重狀態，物體具有物體具有向上的速度時處于超重狀態，物體具有 向下的速度時處于失重狀態向下的速度時處于失重狀態 D物體處于超重或失重狀態時，物體的重力始終存物體處于超重或失重狀態時，物體的重力始終存 在且未發生變化在且未發生變化 解析：解析：物體具有向上的加速度時處于超重狀態，具有物體具有向上的加速度時處于超重狀態，具有 向下的加速度時處于失重狀態，超重和失重并非物體向下的加速度時處于失重狀態，超重和失重并非物體 的重力發生變化，而是物體對支持物的壓力或對懸掛的重力發生變化，而是物體

7、對支持物的壓力或對懸掛 物的拉力發生變化，綜上所述，物的拉力發生變化，綜上所述，A、B、C項錯誤，項錯誤，D 項正確。項正確。 答案：答案：D 3自由落體運動是加速度的自由落體運動是加速度的_和和_都都 不變的勻變速直線運動，加速度之所以恒定不變，不變的勻變速直線運動，加速度之所以恒定不變， 是因為物體在下落過程中所受是因為物體在下落過程中所受_的大小、的大小、 方向都不變。方向都不變。 答案：答案：大小方向重力大小方向重力 1對共點力作用下物體的平衡的理解對共點力作用下物體的平衡的理解 (1)兩種平衡情形：兩種平衡情形： 靜平衡：物體在共點力作用下處于靜止狀態。靜平衡：物體在共點力作用下處于

8、靜止狀態。 動平衡：物體在共點力作用下處于勻速直線運動平衡：物體在共點力作用下處于勻速直線運 動狀態。動狀態。 (2)由平衡條件得出的結論：由平衡條件得出的結論： 物體在兩個力作用下處于平衡狀態，則這兩個力物體在兩個力作用下處于平衡狀態，則這兩個力 必定等大反向，是一對平衡力。必定等大反向，是一對平衡力。 物體在三個共點力作用下處于平衡狀態時，任意物體在三個共點力作用下處于平衡狀態時，任意 兩個力的合力與第三個力等大反向。兩個力的合力與第三個力等大反向。 物體受物體受N個共點力作用處于平衡狀態時，其中任個共點力作用處于平衡狀態時，其中任 意一個力與剩余意一個力與剩余(N1)個力的合力一定等大反

9、向。個力的合力一定等大反向。 當物體處于平衡狀態時，沿任意方向物體所受的當物體處于平衡狀態時，沿任意方向物體所受的 合力均為零。合力均為零。 3解題方法解題方法 (1)合成法：對于三個共點力的平衡，一般根據合成法：對于三個共點力的平衡，一般根據“任意任意 兩個力的合力與第三個力等大、反向兩個力的合力與第三個力等大、反向”的關系，結合三角的關系，結合三角 函數、相似三角形等知識求解。函數、相似三角形等知識求解。 (2)分解法：對于三個共點力的平衡，也可將某一個分解法：對于三個共點力的平衡，也可將某一個 力分解到另外兩個力的反方向上，得到的這兩個分力必定力分解到另外兩個力的反方向上，得到的這兩個分

10、力必定 與另外兩個力等大、反向。與另外兩個力等大、反向。 (3)正交分解法：物體受多個共點力的作用處于平衡狀態正交分解法：物體受多個共點力的作用處于平衡狀態 時，可以建立適當的坐標系，利用正交分解法求出時，可以建立適當的坐標系，利用正交分解法求出x軸和軸和y軸軸 方向上的合力，應用方向上的合力，應用Fx合 合 0，Fy合 合 0列式求解。列式求解。 (4)三角形法：三角形法： 當三個共點力平衡時，三個力可以構成首尾相連的矢量當三個共點力平衡時，三個力可以構成首尾相連的矢量 三角形，這種方法一般用來討論動態平衡問題較為方便。三角形，這種方法一般用來討論動態平衡問題較為方便。 圖圖471 1在科學

11、研究中，可以用風力儀直接在科學研究中，可以用風力儀直接 測量風力的大小，其原理如圖測量風力的大小，其原理如圖471所示。所示。 儀器中一根輕質金屬絲，懸掛著一個金屬球。儀器中一根輕質金屬絲，懸掛著一個金屬球。 無風時，金屬絲豎直下垂；當受到沿水平方無風時，金屬絲豎直下垂；當受到沿水平方 向吹來的風時，金屬絲偏離豎直方向一個角向吹來的風時，金屬絲偏離豎直方向一個角 度。風力越大，偏角越大。通過傳感器，就可以根據偏角度。風力越大，偏角越大。通過傳感器，就可以根據偏角 的大小指示出風力。那么風力大小的大小指示出風力。那么風力大小F跟金屬球的質量跟金屬球的質量m、 偏角偏角之間有什么樣的關系呢？之間有

12、什么樣的關系呢？ 解析解析取金屬球為研究對象，有風時，取金屬球為研究對象，有風時， 它受到三個力的作用：重力它受到三個力的作用：重力mg、水平方向、水平方向 的風力的風力F和金屬絲的拉力和金屬絲的拉力FT，如圖所示。這，如圖所示。這 三個力是共點力，在這三個共點力的作用下三個力是共點力，在這三個共點力的作用下 金屬球處于平衡狀態，則這三個力的合力為金屬球處于平衡狀態，則這三個力的合力為 零。根據任意兩力的合力與第三個力等大反零。根據任意兩力的合力與第三個力等大反 向求解，可以根據力的三角形定則求解，也向求解，可以根據力的三角形定則求解，也 可以用正交分解法求解。可以用正交分解法求解。 法一：法

13、一：力的合成法力的合成法 如圖甲所示，風力如圖甲所示，風力F和拉力和拉力FT的合力與重力等的合力與重力等 大反向，由平行四邊形定則可得大反向，由平行四邊形定則可得 Fmgtan 法二：法二：力的分解法力的分解法 重力有兩個作用效果：使金屬球抵抗風的吹力和重力有兩個作用效果：使金屬球抵抗風的吹力和 使金屬絲拉緊，所以可以將重力沿水平方向和金屬絲使金屬絲拉緊，所以可以將重力沿水平方向和金屬絲 的方向進行分解，如圖乙所示，由幾何關系可得的方向進行分解，如圖乙所示，由幾何關系可得 FFmgtan 法三：法三：正交分解法正交分解法 以金屬球為坐標原點，取水平方向為以金屬球為坐標原點，取水平方向為x軸，豎

14、直方向軸，豎直方向 為為y軸，建立坐標系，如圖丙所示。由水平方向的合力軸，建立坐標系，如圖丙所示。由水平方向的合力F 合合x和豎直方向的合力 和豎直方向的合力F合 合y分別等于零，即 分別等于零，即 F合 合x FTsin F0 F合 合y FTcos mg0 解得解得Fmgtan 由所得結果可見，當金屬球的質量由所得結果可見，當金屬球的質量m一定時，一定時， 風力風力F只跟偏角只跟偏角有關。因此，偏角有關。因此，偏角的大小就可的大小就可 以指示出風力的大小。以指示出風力的大小。 答案答案Fmgtan 對于共點力作用下物體的平衡問題的求解可以對于共點力作用下物體的平衡問題的求解可以 采取多種方

15、法，一般情況下，物體受三力平衡時多采取多種方法，一般情況下，物體受三力平衡時多 采用力的合成與分解，構建矢量三角形，常用的方采用力的合成與分解，構建矢量三角形，常用的方 法有圖解法和相似三角形法。當物體受三個以上的法有圖解法和相似三角形法。當物體受三個以上的 力平衡時，多采用正交分解。力平衡時，多采用正交分解。 1視重視重 當將物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上當將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稱為時，彈簧測力計或臺秤的示數稱為“視重視重”，大小等，大小等 于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。 2超重與失重對比分析

16、超重與失重對比分析 特征特征 狀態狀態 加速加速 度度 視重視重(F)與與 重力關系重力關系 運動情況運動情況受力圖受力圖 平衡平衡a0Fmg 靜止或勻速靜止或勻速 直線運動直線運動 超重超重向上向上 Fm(g a) mg 向上加速，向上加速， 向下減速向下減速 特征特征 狀態狀態 加速加速 度度 視重視重(F)與與 重力關系重力關系 運動情況運動情況受力圖受力圖 失重失重向下向下 Fm(g a) mg 向下加速，向向下加速，向 上減速上減速 完全失完全失 重重 agF0 自由落體運動、自由落體運動、 拋體運動、正拋體運動、正 常運行的衛星常運行的衛星 3“超重超重”與與“失重失重”的本質的本

17、質 (1)超重與失重現象僅僅是一種表象，所謂超重與失重現象僅僅是一種表象，所謂 超重與失重，只是拉力超重與失重，只是拉力(或支持力或支持力)的增大或減小，的增大或減小， 是是“視重視重”的改變，改變量為的改變，改變量為ma，a為物體豎直方為物體豎直方 向的加速度。向的加速度。 (2)物體處于超重狀態時，物體不一定是向上加速運動，物體處于超重狀態時，物體不一定是向上加速運動， 也可以是向下減速運動，即只要物體的加速度方向是向上也可以是向下減速運動，即只要物體的加速度方向是向上 的，物體就處于超重狀態，物體的運動方向可能向上也可的，物體就處于超重狀態，物體的運動方向可能向上也可 能向下。同理，物體

18、處于失重狀態時，物體的加速度向下，能向下。同理，物體處于失重狀態時，物體的加速度向下， 物體既可以做向下的加速運動，也可以做向上的減速運動。物體既可以做向下的加速運動，也可以做向上的減速運動。 (3)無論是超重還是失重，物體本身的重力并不變化。無論是超重還是失重，物體本身的重力并不變化。 名師點睛名師點睛 (1)超重和失重現象與物體的速度大小和方向無關，超重和失重現象與物體的速度大小和方向無關， 只取決于物體加速度的方向。只取決于物體加速度的方向。 (2)當物體處于完全失重狀態時，由重力引起的一當物體處于完全失重狀態時，由重力引起的一 切現象都會消失，如物體對桌面無壓力，單擺不再擺動，切現象都

19、會消失，如物體對桌面無壓力，單擺不再擺動， 浸在液體中的物體不受浮力。浸在液體中的物體不受浮力。 (3)物體處于超重狀態，它的加速度不一定豎物體處于超重狀態，它的加速度不一定豎 直向上，但加速度一定有豎直向上的分量；同理處直向上，但加速度一定有豎直向上的分量；同理處 于失重狀態的物體，其加速度方向不一定豎直向下，于失重狀態的物體，其加速度方向不一定豎直向下， 但一定有豎直向下的分量。但一定有豎直向下的分量。 2質量為質量為60 kg的人站在升降機中的體重計上，當的人站在升降機中的體重計上，當 升降機做下列各種運動時，體重計的讀數是多少？處于升降機做下列各種運動時，體重計的讀數是多少？處于 什么

20、狀態？什么狀態？(g10 m/s2) (1)升降機勻速上升；升降機勻速上升； (2)升降機以升降機以3 m/s2的加速度加速上升；的加速度加速上升； (3)升降機以升降機以4 m/s2的加速度加速下降。的加速度加速下降。 解析解析人站在升降機中的體重計人站在升降機中的體重計 上，受力情況如圖所示。上，受力情況如圖所示。 (1)當升降機勻速上升時，由牛頓當升降機勻速上升時，由牛頓 第二定律得：第二定律得：F合 合 FNG0，所以人，所以人 受到的支持力受到的支持力FNGmg600 N。 根據牛頓第三定律得，人對體重根據牛頓第三定律得，人對體重 計的壓力就等于體重計的示數，即計的壓力就等于體重計的示數，即600 N，處于平衡狀態。，處于平衡狀態。 (2)當升降機以當升降機以3 m/s2的加速度加速上升時，由牛頓第的加速度加速上升時，由牛頓第 二定律得：二定律得：FNGma，FNmaGm(ga)780 N。 由牛頓第三定律得，此時體重計的示數為由牛頓第三定律得，此時體重計的示數為780 N，大于人，大于人 的重力，人處于超重狀態。的重力，人處于超重狀態。 (3)當升降機以當升降機以4 m/s2的加速度加速下降時，由牛頓第的加速度加速下降時，由牛頓第 二定律得：二定律得：GFNma，