人教版必修一 4.7用牛顿运动定律解决问题（二） 教案.docx

用牛顿运动定律解决问题（二）重/难点重点：共点力作用下物体的平衡；超重和失重。难点：超重和失重。重/难点分析重点分析：平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，称为失重现象。难点分析：物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增大了或减小了(甚至消失了)，地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化。即使是完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小。当然，物体所受重力会随高度的增加而减小，但与物体超、失重并没有联系。超(失)重现象是指物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于(小于)重力的现象。“超重”“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向。突破策略一、共点力的平衡条件桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止。火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻力作用，但仍可能做匀速直线运动。如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，我们就说这个物体处于平衡状态。共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反。推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反。例1. 课件展示例题、三角形悬挂结构及其理想化模型。 悬挂路灯的一种三角形结构 学生交流讨论，并写出规范解题过程。课件展示 学生解题过程。解析：合力为0，则这三个力在 方向的分矢量之和及y方向的分矢量之和也都为0，即 解组成的方程= 。应用拓展：根据解题结果，在此类路灯等的安装过程中应该注意哪些问题？讨论交流：由公式看出当很小时，sin和tan都接近0，就会很大。对材料强度要求很高，所以钢索的固定点a不能距b太近。但a点过高则材料消耗过多。所以要结合具体情况适当选择角。若利用推论“三个力平衡，则某一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反”解题，则该题如何解决？解析：由平衡条件的合力与等大反向，即 由力的矢量三角形的边角关系 。总结：物体受到三个共点力而处于平衡状态，利用推论：任两个力的合力与第三个力等大反向，结合力的合成的平行四边形定则可使解题更加简洁明了。受三个以上共点力平衡时多用正交分解法和力的独立作用原理解题。二、超重和失重例2. 如图，人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力f是多大？电梯启动、制动时，体重计的读数怎样变化？分析：人受到两个力：重力g和电梯地板的支持力f。地板对人的支持力f与人对地板的压力f是一对作用力反作用力。根据牛顿第三定律，只要求出f就可知道f。电梯静止时，地板对人的支持力f与人所受的重力g相等，都等于mg。当电梯加速运动时，这两个力还相等吗？根据牛顿定律列出方程，找出几个力之间及它们与加速度之间的关系，这个问题就解决了。解析：取向上的方向为正方向，根据牛顿第二定律写出关于支持力f、重力g、质量m、加速度a的方程。f-g=maf=g+maf=m(g+a)人对地板的压力f与地板对人的支持力f的大小相等，即f=m(g+a)。讨论：当电梯加速上升（或减速下降）时,a0,m(g+a)mg,人对地板的压力比人受到的重力大。超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象。超重现象产学生的条件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运动。当电梯加速下降（或减速上升）时，加速度向下,a0,m(g+a)mg。人对电梯地板的压力比重力小。失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，称为失重现象。失重现象产学生的条件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升运动。如果物体以大小等于g的加速度竖直下落，则m(g+a)=0，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有重力作用，这种状态是完全失重状态。特别提示：（1）当系统中的一部分物体具有向上（或向下）的加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）也会大于（或小于）系统的重力，这种现象称为部分超（或失）重现象。（2）物体在超重和失重过程中所受到的重力并没有变化，变化的只是重力产学生的作用效果。物体具有向上的加速度时，它的重力产学生的效果加强，这就是超重；当物体具有向下的加速度时，它的重力的作用效果减弱，这就是失重；当物体具有向下的大小为g的加速度时，重力产学生的效果完全消失，这就是完全失重现象。三、从动力 看自由落体运动根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它受的力成正比，加速度的方向与力的方向相同学。下落过程中重力的大小、方向都不变，所以加速度的大小、方向也是恒定的。突破反思应用牛顿运动定律结合运动 的知识解决实际学生产、学生活中的一些实例。需要深刻理解牛顿运动定律的物理意义，掌握把实例抽象成物理模型的物理 思维方法，灵活应用基本知