1第七節用牛頓運動定律解決問題(二)第1頁，共41頁。2課前自主學案一、共點力的平衡條件1．平衡狀態：物體在力的作用下保持_____或________________的狀態．2．平衡條件：____________．二、超重和失重1．超重(1)定義：由于具有豎直向上的加速度，物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)______

物體所受重力的現象．(2)產生條件：物體具有_________的加速度．靜止勻速直線運動合外力為零大于向上第2頁，共41頁。32．失重(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)_______

物體所受重力的現象．(2)產生條件：物體具有_________的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)_______

的狀態．(2)產生條件：a＝____，方向____________．小于向下為零g豎直向下第3頁，共41頁。(2)產生條件：a＝____，方向____________．若加速度方向向下(包括斜向下)，物體處于失重狀態．3．解共點力平衡問題的一般步驟(2)從牛頓第二定律可以知道，加速度方向是超失重判斷的關鍵，若加速度方向向上(包括斜向上)，物體處于超重狀態；C．根據圖4推斷電梯可能處于減速上升過程，電梯內同學一定處于失重狀態即時應用(即時突破，小試牛刀)若加速度方向向下(包括斜向下)，物體處于失重狀態．三、從動力學看自由落體運動解決共點力平衡問題的常用方法(2)產生條件：物體具有_________的加速度．______物體所受重力的現象．4．處理超重與失重問題的基本思路D．F2緩慢增大，F3保持不變4三、從動力學看自由落體運動1．受力情況：運動過程中只受_______作用，且重力恒定不變，所以物體的___________恒定．2．運動情況：初速度為_____的豎直向下的__________直線運動．重力加速度零勻加速第4頁，共41頁。5核心要點突破第5頁，共41頁。6第6頁，共41頁。7②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．③物體受N個共點力作用處于平衡狀態時，其中任意一個力與剩余(N－1)個力的合力一定等大反向．④當物體處于平衡狀態時，沿任意方向物體所受的合力均為零．3．解共點力平衡問題的一般步驟(1)選取研究對象．(2)對所選取的研究對象進行受力分析，并畫出受力圖．第7頁，共41頁。8(3)對研究對象所受的力進行處理，一般情況下需要建立合適的直角坐標系，對各力按坐標軸進行正交分解．(4)建立平衡方程．若各力作用在同一直線上，可直接用F合＝0的代數式列方程．若幾個力不在同一直線上，可用Fx合＝0與Fy合＝0聯立列出方程組．(5)對方程求解，必要時需對解進行討論．第8頁，共41頁。9即時應用(即時突破，小試牛刀)1．共點的五個力平衡，則下列說法中不正確的是(

)A．其中四個力的合力與第五個力等大反向B．其中三個力的合力與其余的兩個力的合力等大反向C．五個力合力為零D．撤去其中的三個力，物體一定不平衡第9頁，共41頁。10解析：選D.共點的五個力平衡，則五個力的合力為零，C正確．任意三個力或四個力的合力與其余的兩個力的合力或第五個力一定等大反向，A、B正確．而撤去其中三個力，剩余兩個力的合力不一定為零，物體不一定平衡，D錯．第10頁，共41頁。11二、對超重、失重和完全失重的進一步理解1．視重：當物體掛在彈簧秤下或放在水平臺秤上時，彈簧秤或臺秤的示數稱為“視重”，大小等于秤所受的拉力或壓力．2．視重、失重和超重的關系第11頁，共41頁。12加速度情況現象視重(F)視重(F)與重力(mg)比較平衡狀態a＝0勻速或靜止F＝mgF＝mga向上超重F＝m(g＋a)F>mga向下失重F＝m(g－a)F<mga＝g向下完全失重F＝0F＝0<mg第12頁，共41頁。133.對超重、失重的理解應注意以下幾個方面(1)物體處于“超重”或“失重”狀態，并不是說物體的重力增加了或減小了(甚至消失了)．地球作用于物體的重力始終是存在的且大小也無變化．即使是完全失重現象，物體的重力也沒有變?。斎唬矬w所受重力會隨高度的增加而減小，但這不是失重現象．(2)超(失)重現象是指物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)大于(小于)重力的現象．(3)“超重”“失重”現象與物體運動的速度方向和大小均無關，只決定于物體的加速度方向．第13頁，共41頁。14(4)日常所說的“視重”與“重力”有區別．視重大小是指物體對支持物或懸掛物的作用力大小，只有當物體的加速度為零時，視重大小才等于重力的大?。?．處理超重與失重問題的基本思路超重和失重問題實質上就是牛頓第二定律應用的延續，解題時仍應抓住加速度這個關鍵量．第14頁，共41頁。15特別提醒：(1)若系統中某一部分有向上或向下的加速度，則系統整體也處于超重或失重狀態．(2)從牛頓第二定律可以知道，加速度方向是超失重判斷的關鍵，若加速度方向向上(包括斜向上)，物體處于超重狀態；若加速度方向向下(包括斜向下)，物體處于失重狀態．(3)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，浸在液體中的物體不受浮力．第15頁，共41頁。(2)產生條件：a＝____，方向____________．4．處理超重與失重問題的基本思路【方法總結】處理該類動態問題的方法就是在原來處理平衡問題的基礎上，注意分析由于某一個物理量的變化，而帶來的其他變化，可用圖解法，也可用數學討論法求解．C．根據圖4推斷電梯可能處于減速上升過程，電梯內同學一定處于失重狀態(4)日常所說的“視重”與“重力”有區別．視重大小是指物體對支持物或懸掛物的作用力大小，只有當物體的加速度為零時，視重大小才等于重力的大?。瓵．根據圖2推斷電梯一定處于加速上升過程，電梯內同學可能處于超重狀態三、從動力學看自由落體運動B．F1緩慢增大，F3保持不變(2011年唐山市模擬)幾位同學為了探究電梯起動和制動時的運動狀態變化情況，他們將體重計放在電梯中，一位同學站在體重計上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層．用照相機進行了相關記錄，如圖4－7－8所示．圖1為電梯靜止時體重計的照片，圖2、圖3、圖4和圖5分別為電梯運動過程中體重計的照片．根據照片推斷正確的是()(3)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，浸在液體中的物體不受浮力．A．OB繩上的拉力先增大后減小(4)建立平衡方程．若各力作用在同一直線上，可直接用F合＝0的代數式列方程．若幾個力不在同一直線上，可用Fx合＝0與Fy合＝0聯立列出方程組．即時應用(即時突破，小試牛刀)1．視重：當物體掛在彈簧秤下或放在水平臺秤上時，彈簧秤或臺秤的示數稱為“視重”，大小等于秤所受的拉力或壓力．D．升降機可能正在加速下降16即時應用(即時突破，小試牛刀)2．(2011年泰州高一檢測)升降機中站在測力計上的人，發現測力計示數比自己的體重小，則(

)A．人受到的重力減小了B．人受到的重力不變C．升降機可能正在加速上升D．升降機可能正在加速下降第16頁，共41頁。17解析：選BD.測力計示數小于重力，說明人處于失重狀態．失重并不是重力減小了，而是“視重”減小，人的重力未變，A錯，B對．失重說明升降機的加速度方向向下，它可能加速向下運動，也可能減速上升運動，C錯，D對．第17頁，共41頁。18課堂互動講練解決共點力平衡問題的常用方法類型一例1(2009年高考山東卷)如圖4－7－1所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心．一質量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點．設滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關系正確的是(

)圖4－7－1第18頁，共41頁。19第19頁，共41頁。20第20頁，共41頁。21第21頁，共41頁。22第22頁，共41頁。23【答案】

A【方法總結】求解共點力平衡問題的關鍵是：對研究對象受力分析并畫出受力圖，然后應用共點力平衡條件列方程求解即可．第23頁，共41頁。24

變式訓練1

(2010年高考湖南卷)如圖4－7－4所示，一物塊置于水平地面上．當用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動．若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數為(

)

圖4－7－4第24頁，共41頁。25第25頁，共41頁。26第26頁，共41頁。27動態平衡問題的求解類型二例2

用三根輕繩將質量為m的物塊懸掛在空中，如圖4－7－5所示，已知繩AO和BO與豎直方向的夾角都是30°，若想保持A、O兩點的位置不變，而將B點下移至OB水平，則此過程中(

)A．OB繩上的拉力先增大后減小B．OB繩上的拉力先減小后增大C．OA繩上的拉力先增大后減小D．OA繩上的拉力不斷減小第27頁，共41頁。28圖4－7－5第28頁，共41頁。29第29頁，共41頁。30圖4－7－6【答案】

B第30頁，共41頁。31【方法總結】處理該類動態問題的方法就是在原來處理平衡問題的基礎上，注意分析由于某一個物理量的變化，而帶來的其他變化，可用圖解法，也可用數學討論法求解．

變式訓練2

(2011年南陽高一檢測)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態．現對B加一豎直向下的力F，F的作用線通過球心，設墻對B的作用力為F1，B對A的作用力為F2，地面對A的作用力為F3.若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，截面如圖4－7－7所示，在此過程中(

)第31頁，共41頁。32圖4－7－7A．F1保持不變，F3緩慢增大B．F1緩慢增大，F3保持不變C．F2緩慢增大，F3緩慢增大D．F2緩慢增大，F3保持不變第32頁，共41頁。33第33頁，共41頁。34對超重、失重的理解類型三例3(2011年唐山市模擬)幾位同學為了探究電梯起動和制動時的運動狀態變化情況，他們將體重計放在電梯中，一位同學站在體重計上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層．用照相機進行了相關記錄，如圖4－7－8所示．圖1為電梯靜止時體重計的照片，圖2、圖3、圖4和圖5分別為電梯運動過程中體重計的照片．根據照片推斷正確的是(

)第34頁，共41頁。35圖4－7－8A．根據圖2推斷電梯一定處于加速上升過程，電梯內同學可能處于超重狀態B．根據圖3推斷電梯一定處于減速下降過程，電梯內同學可能處于失重狀態C．根據圖4推斷電梯可能處于減速上升過程，電梯內同學一定處于失重狀態D．根據圖5推斷電梯可能處于減速下降過程，電梯內同學一定處于超重狀態第35頁，共41頁。36【自主解答】由圖1可知該同學體重約為46kg，圖2和圖5體重計的讀數約為50kg，大于該同學體