高中物理 4.7 用牛顿定律解决问题（二）课件 新人教版必修1.pptVIP

6 7用牛顿运动定律解决问题 二 1 平衡力 物体受到两个力的大小相等 方向相反 作用在同一直线上 合力为零 根据牛顿第二定律 加速度为零 2 物体在任何情况下都受重力作用 且g mg与物体的运动状态无关 1 共点力的平衡 1 平衡状态 物体在共点力作用下 保持运动或的状态 2 共点力平衡条件 物体所受的合力 即加速度为零 2 超重与失重 1 超重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受的重力的现象叫超重 产生超重的条件是物体具有的加速度 2 失重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受的重力的现象叫失重 产生失重的条件是物体具有的加速度 3 完全失重 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 等于零 此时物体加速度为 方向竖直向下 自我校对1 1 匀速直线静止 2 为零2 1 大于向上 2 小于向下 3 重力加速度 1 若一个物体处于平衡状态 则此物体一定是 a 静止b 匀速直线运动c 速度为零d 受各共点力的合力为零 答案 d2 关于超重和失重 下列说法正确的是 a 超重就是物体受的重力增加了b 失重就是物体受的重力减少了c 完全失重就是物体一点重力都没有了 d 不论超重 失重或完全失重 物体所受的重力是不变的 解析 超重和失重只是视重的变化 物体本身的重力不变 答案 d3 大小不同的三个力同时作用在一个小球上 以下各组中可使小球平衡的是 a 2n 3n 6nb 1n 4n 6nc 35n 15n 25nd 5n 15n 25n 解析 使物体平衡必须合外力为0 答案 c 有人说 超重是指物体的重力增大 失重就是物体的重力减小 你认为这种说法对吗 超重与失重只是物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 增大或减小 是 视重 的改变 无论是超重还是失重 物体所受的重力都没有变化 因此这种说法错误 一 共点力作用下物体的平衡1 物体的平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态 物体处于平衡状态的条件是合外力为零 物体的加速度为零 2 平衡条件的推论 1 物体在几个共点力作用下平衡 则在任一方向上物体所受的合外力也为零 如果把物体所受的各个力进行正交分解 则共点力作用下物体的平衡可表示为fx合 0 fy合 0 2 物体受三个力作用而平衡 则任意两个力的合力与第三个力必等大反向 3 物体在几个共点力作用下平衡 则其中任意一个力与其余的力的合力总是等大 反向 作用在一条直线上 例1如右图所示 质量为m 横截面为直角三角形的物块abc abc ab也靠在竖直墙面上 f是垂直于斜面bc的推力 现物块静止不动 则摩擦力的大小是多少 点拨 物块静止不动 意味着物块与墙面之间的作用力为静摩擦力 只能根据共点力平衡条件求解 解析 物体在垂直于斜面bc的推力f的作用下处于平衡状态 物体有向下滑的趋势 它所受的静摩擦力向上 利用正交分解法求解 选物块为研究对象 受力分析如图所示 建立如图坐标系 f沿x轴 y轴的两分力为fx fcos fy fsin 物块静止不动 则fn fx f fy mg mg fsin 即摩擦力为mg fsin 1 如图所示 人重600n 木块重400n 人与木块 木块与水平面间的动摩擦因数均为0 2 现人用水平力拉绳 使他与木块一起向右匀速运动 则 a 人拉绳的力是200nb 人拉绳的力是100nc 人的脚给木块的摩擦力向右d 人的脚给木块的摩擦力向左 解析 对整体而言 地面对木块的摩擦力为ff fn 1000 0 2n 200n 故人拉绳的力只需100n 该力小于人和木块之间的最大静摩擦力 答案 bc 二 超重和失重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 大小等于秤所受的拉力或压力 2 视重 失重和超重的关系 3 物体处于超重还是失重状态与速度方向无关 可直接根据加速度的方向来判断 4 不管是超重还是失重状态 物体的重力都不会变化 例2举重运动员在地面上能举起120kg的重物 在运动着的升降机中只能举起100kg的重物 求升降机运动的加速度 若在以a 2 5m s2的加速度加速下降的升降机内 此人能举起质量多大的重物 g取10m s2 点拨 本题关键是理解举重运动员向上的支撑力不会因为发生超重和失重现象而发生变化 解析 运动员在地面上能举起120kg的重物 则运动员向上的最大支撑力为f m1g 120 10n 1200n 在升降机中只能举起100kg的重物 可见物体超重了 升降机应具有向上的加速度 则由牛顿第二定律得f m2g m2a1 得出 a1 m s2 2m s2 当升降机以加速度a 2 5m s2下降时 物体处于失重状态 由牛顿第二定律得m3g f m3a 得出m3 kg 160kg 故升降机的加速度为2m s2 能举起质量为160kg的重物 2 一名儿童站在妈妈单位的电梯内 准备去妈妈的办公室 随身带了一玩具车 他用一弹性细绳轻拉玩具车时 玩具车并没有动 正当他不想拉车要拿起车的时候 却发现自己 的玩具车突然自己动了起来 此时电梯也到达了他妈妈工作的楼层 请问他是在上楼还是下楼 已知电梯原来是匀速运动的 a 正在减速上楼b 正在减速下楼c 还在匀速运动d 无法判断 解析 原来玩具车处于平衡状态 现在车被拉动 表明摩擦力减小了 因此压力减小了 物体处于失重状态 加速度的方向向下 又知他到达了目的地 说明电梯要停下来 所以只能是减速上升 答案 a 超重和失重并不是重力变大或变小 而是物体对支持物的 压力或对悬绳的拉力大于或小于物体的重力 其最直接的判断方法就是分析物体运动的加速度方向 只要物体具有竖直向上的加速度 物体就处于超重状态 只要物体具有竖直向下的加速度 物体就处于失重状态 没有弄清超重和失重的实质 对运动过程不能实事求是地分析 是求解超重和失重问题常出现的错误 例 某人站在一台秤上 在此人迅速下蹲的过程中 台秤的读数 a 先变大后变小 最后等于人的重力b 一直变大 最后等于人的重力c 先变小后变大 最后等于人的重力d 一直变小 最后等于人的重力 错解 因为人由静止加速下蹲 故人处于失重状态 台秤的读数一直变小 最后等于人的重力 故选d 剖析 本题极易出现这样的错误