高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)课件 新人教版必修1.ppt

7 用牛顿运动定律解决问题 二 一 共点力作用下物体的平衡条件1 平衡状态物体在力的作用下保持 或 的状态 2 平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是 二 超重和失重1 超重 1 定义 由于具有竖直向上的加速度 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 物体所受的重力的现象 2 产生条件 物体具有 的加速度 2 失重 1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 2 产生条件 物体具有 的加速度 3 完全失重 定义 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 的状态 产生条件 a g 方向 三 从动力学看自由落体运动1 受力情况 运动过程中只受 作用 且所受重力恒定不变 所以物体的 恒定 2 运动情况 初速度为 的竖直向下的 直线运动 2 由平衡条件得出的结论 物体在两个力作用下处于平衡状态 则这两个力必定等大反向共线 是一对平衡力 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时 任意两个力的合力与第三个力等大反向共线 物体受n个共点力作用处于平衡状态时 其中任意一个力与剩余 n 1 个力的合力一定等大反向共线 当物体处于平衡状态时 沿任意方向物体所受的合力均为零 思路点拨 1 三力平衡的特点 任意两个力的合力必和第三个力等大反向 2 n个力共点平衡最终可以等效成二力平衡 答案 b 二 对超重和失重的理解1 视重 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时 弹簧测力计或台秤的示数称为 视重 大小等于测力计所受的拉力或秤所受压力 2 超重 失重的分析 3 对超重和失重现象的理解 1 物体处于超重或失重状态时 物体所受的重力始终不变 只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化 看起来物重好像有所增大或减小 2 发生超重或失重现象与物体的速度方向无关 其取决于物体加速度的方向 3 在完全失重状态下 平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失 比如物体对桌面无压力 单摆停止摆动 浸在水中的物体不受浮力等 靠重力才能使用的仪器 也不能再使用 如天平 液体气压计等 特别提醒 超重与失重现象仅仅是一种表象 只是拉力 或压力 的增大或减小 物体的重力大小是不变的 a 物体仍然相对斜面静止 物体所受的各个力均不变b 因物体处于失重状态 所以物体不受任何力作用c 因物体处于失重状态 所以物体所受重力变为零 其他力不变d 物体处于失重状态 物体除了受到的重力不变以外 不受其他力的作用 解析 当物体以加速度g向下做匀加速直线运动时 物体处于完全失重状态 其视重为零 因而支持物对其的作用力亦为零 处于完全失重状态的物体 地球对它的引力即重力依然存在 答案 d 反思总结 处理平衡问题的物理思想方法 1 力的合成法物体受三个共点力作用而平衡时 其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向共线 可利用力的平行四边形定则 根据正弦定理 余弦定理或相似三角形等数学知识求解 答案 ac 思路点拨 1 研究对象可以是某个物体 也可以是某个系统 还可以是某一点 2 动态平衡的分析方法 略 答案 见解析 反思总结 动态平衡问题的解题方法 1 图解法 对研究对象进行受力分析 用平行四边形定则画出不同状态下力的矢量图 然后根据有向线段长度的变化判断各力的变化情况 利用图解法解题的条件 物体受三个力的作用而处于平衡状态 一个力不变 另一个力的方向不变 第三个力的大小 方向均变化 2 解析法 对研究对象的任一状态进行受力分析 列出平衡方程 写出函数关系式 再根据自变量的变化进行分析 得出结论 答案 bd b 只有电梯加速上升时 弹簧测力计的示数才会增大 只有电梯加速下降时 弹簧测力计的示数才会减小c 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向上 弹簧测力计的示数一定增大d 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向下 弹簧测力计的示数一定减小 解析 超重是加速度方向向上 弹簧测力计的示数大于重力 失重是加速度方向向下 弹簧测力计的示数小于重力 与运动方向无关 因此选项a b错误 c d正确 答案 cd 跟踪发散 3 1 质量为60kg的人站在升降机中的体重计上 当升降机做下列各种运动时 体重计的读数是多少 g 10m s2 1 升降机匀速上升 2 升降机以3m s2的加速度加速上升 3 升降机以4m s2的加速度加速下降 答案 1 600n 2 780n 3 360n 绳上死结和活结问题的分析一 死结 问题分析 死结 可理解为把绳子分成两段 且不可以沿绳子移动的结点 死结 一般是由绳结住而形成的 死结 两侧的绳因结住而变成了两根独立的绳 因此由 死结 分开的两段绳子上 弹力不一定相等 二 活结 问题分析 活结 可理解为把绳子分成两段 且可以沿绳子移动的结点 活结 一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的 绳子虽然因 活结 而弯曲 但实际上是同一根绳 所以由 活结 分开的两段绳子上弹力的大小一定相等 两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线 1 轻绳ac段的张力fac与细绳eg的张力feg之比 2 轻杆bc对c端的支持力 3 轻杆hg对g端的支持力 解析 题图 a 和图 b 中的两个物体m1 m2都处于平衡状态 根据平衡的条件 首先判断与物体相连的细绳 其拉力大小等于物体的重力 分别取c点和g点为研究对象 进行受力分析如下图 c 和图 d 所示 根据平衡规律可求解 答案 cd 解析 该西瓜匀速前进处于平衡状态 其他西瓜对它的作用力与重力平衡 竖直向上 选c 本题容易 答案 c 解析 对于a b整体只受重力作用 做竖直上抛运动 处于完全失重状态 不论上升还是下降过程 a对b均无压力 只有a项正确 答案 a 解析 某同学斜挎书包 书包受到重力mg 书包带的拉力f1和人对书包水平向左的力f2三个力的作用 根据平衡条件可知 书包带的拉力f1 mg sin53 50n 即书包带对人肩膀的作用力大小约是50n 选项a正确 答案 a 答案 d 解析 由g t图可知 在t0 t1时间内 弹簧秤的示数小于实际体重 处于失重状态 此时具有向下的加速度 在t1