用牛顿定律解决问题新课标ppt课件.ppt

1 用牛顿定律解决问题 一 解决两类问题 复习 从受力确定运动情况 从运动确定受力情况 2 概况 a 0的情况 即平衡问题 a 0且方向竖直的情况 即超重和失重问题 用牛顿定律解决问题 二 再解决两类问题 3 一 共点力的平衡条件 你能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗 桌面上的书 静止的石头 4 匀速行驶的火车 1 平衡状态 一个物体在力的作用下 保持静止或匀速直线运动状态 2 平衡条件 牛顿第二定律告诉我们 当物体的合力为0时 加速度为0 物体将保持静止或匀速直线运动状态 因此在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0 5 理解 静止与速度v 0不是一回事 物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的状态 并不是物体运动速度为零的位置 处于竖直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零 它的合力不等于零 它的速度立刻就会发生改变 所以不能认为处于平衡状态 竖直上抛的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态 6 例题 城市中的路灯 无轨电车的供电线路等 经常用三角形的结构悬挂 下图是这类结构的一种简化模型 图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动 钢索和杆的重量都可忽略 如果悬挂物的重量是G 角AOB等于 钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大 分析 我们选择O点为研究对象 进行受力分析 如右图 7 解 如图所示 F1 F2 F3三个力的合力为零 表示这三个力在x方向的分矢量之和及y轴方向的分矢量之和也都为零 也就是 F2一F1cos 0 1 F1sin 一F3 0 2 由 1 2 解出钢索OA的拉力F1 F1 F3 sin G sin 硬杆OB的支持力F2 F2 F1cos G tan 8 总结 处理多个力平衡的方法有很多 其中最常见的就是刚才几位同学分析的这三种方法 即正交分解法 平行四边形定则和三角形定则 这几种方法到底采用哪一种方法进行分析就要看具体的题目 在实际操作的过程中大家可以灵活掌握 当 很小时 sin 和tan 都接近0 F1和F2就会很大 对材料的强度要求很高 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 9 10 练习 用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态 物体处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的 物体拉弹簧的力的示数 根据平衡条件和牛顿第三定律知道 物体重力的大小等于弹簧称的示数 11 思考 12 13 例 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N 是多大 解 人为研究对象 人在升降机中受到两个力作用 重力G和地板的支持力 由牛顿第二定律得 FN mg ma 故 FN mg ma 人受到的支持力N大于人受到的重力G 由牛顿第三定律得 压力F N大于重力G FN 14 1 超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 视重 大于物体所受重力的现象 15 例2 如图 人的质量为m 当电梯以加速度a加速下降时 人对地板的压力N 是多大 解 人为研究对象 人在升降机中受到两个力作用 重力G和地板的支持力 由牛顿第二定律得 人受到的支持力N小于人受到的重力G 由牛顿第三定律得 压力小于重力G N mg N ma N mg ma 16 2 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 视重 小于物体所受重力的现象 17 3 完全失重 当升降机以加速度a g竖直加速下降时 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 视重 为零的现象 18 向上加速 F G ma F G 超重 向上减速 F G ma F G 失重 向下加速 F G ma F G 失重 向下减速 F G ma F G 超重 产生超重和失重现象的条件是什么 19 1 当 时 物体发生超重现象 2 当 时 物体发生失重现象 3 超重和失重与速度方向 关 4 物体发生超重和失重时其重力 只是和它周围接触的 力变化了 加速度方向向上 加速度方向向下 不变 无 弹力 小结 20 1 关于超重和失重 下列说法中正确的是 超重就是物体受的重力增加了 失重就是物体受的重力减少了 完全失重就是物体一点重力都不受了 不论超重 失重还是完全失重 物体所受重力是不变的 D 21 2 某人站在一静止的台秤上 当他猛地下蹲到停止的过程中 台秤的读数将 不考虑台秤的惯性 A 先变大后变小 最后等于人的重力 B 先变小后变大 最后等于人的重力 C 一直增大 D 一直减小 B 22 下列四个实验中 不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是 A 用弹簧秤侧物体的重力B 用天平侧物体的质量C 用温度计测舱内的温度D 用水银气压计测舱内气体的压强 ABD 23 3 某人在a 2m s2匀加速下降的升降机中最多可举起m1 75kg的物体 而此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2 50kg的物体 则此升降机上升的加速度为多少 提示 人所能承受的最大压力是一定的 24 解 当人在a 2m s2匀加速下降的升降机中时 处于失重状态 设人的最大举力为Fm1g F m1a 故F m1 g a 75 10 2 N 600N即此人在地面上最多可举起60kg的物体当人在匀加速上升的升降机中时 最大举力F不变F m2g m2a 故 25 一 自由落体复习 1 自由落体的运动性质 初速度为零的匀加速直线运动 方向 竖直向下 2 自由落体的加速度 在同一地点加速度恒定为g 矢量性 大小 3 自由落体的规律 26 把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向上抛出 仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直上抛运动 2