高中物理必修一：用牛顿定律解决问题二（教师版）

1、.用牛顿定律解决问题二_1.掌握共点力的平衡2.掌握物体的超重与失重现象一、共点力的平衡条件1共点力作用下物体的平衡条件是什么?因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿第二定律得：物体所受合力为零2生活中共点力平衡的例子悬挂在天花板上的吊灯，停顿在路边的汽车，放在地面上的讲桌以及放在讲桌上的黑板擦等等3在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.二、超重和失重 把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重，当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小 1突然下蹲时，体重计的示数是否变化?怎样变化体重计的示数发生了变化，示数变小了2突然站起时，体重计

2、的示数是否变化?怎样变化?体重计的示数发生了变化，示数变大3当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢?这是因为当人静止在体重计上时，人处于受力平衡状态，重力和体重计对人的支持力相等，而实际上体重计测量的是人对体重计的压力，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时人受力不再平衡，压力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化三、从动力学看自由落体运动物体做自由落体运动的两个条件1初速度为0。2运动过程中只受重力作用。根据牛顿第二定律，物体运动的加速度和他受到的力

3、成正比，加速度的方向与力的方向一样。自由落体运动在下落的过程中所受到的重力的方向，大小都不变，所以加速度的大小和方向也是一定的。类型一：共点力作用下的平衡例12019秋朝阳区期末如下图，一个质量为m的均匀光滑球放在倾角为的斜面上，并被斜面上一个竖直挡板挡住，处于平衡状态，那么A球对斜面的压力大小为mgcosB球对斜面的压力大小为C球对档板的压力大小为mgsinD球对档板的压力大小为mgtan解析：共点力平衡的条件及其应用 共点力作用下物体平衡专题对球的重力用平行四边形定那么进展力的分解，然后用几何知识即可求解解：将球的重力进展分解，根据力的作用效果，分解为一个垂直于竖直挡板的分力N1，一个垂直

4、斜面的分力N2，然后做平行四边形，如以下图：根据三角函数知识可求得：N1=mgtan，N2=所以D是正确的，应选：D例22019秋昌平区期末如下图，质量为m的物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环固定在竖直杆MN上现用一程度力F作用在绳上的O点，将O点缓慢向左拉动，当细绳与竖直方向的夹角为时，求：1画出O点的受力示意图2OA、OB绳上的弹力TOA、TOB各为多大？重力加速度用g表示3假如让继续缓慢增大，拉力F如何变化？解析O点缓慢向左挪动过程中，结点O的合力保持为零，分析结点O的受力情况判断F的变化，对整体研究，根据平衡条件判断杆对圆环的弹力和摩擦力的变化情况解：1对O点受力分析如图：2如图上图，

5、根据几何关系得：TOA=mgTOB=F=mgtan3由上面表达式可知，增大，那么F增大答：1如上图；2OA上的拉力为mg，OB上的拉力为；3因为F=mgtan，所以增大，F增大类型二：超重和失重例3大连市014学年高一上学期期末如下图，升降机的程度底面上放有重为G的物体，升降机底面对它的支持力大小为N，它对升降机底面压力大小为F，以下说法正确的选项是A不管升降机怎样运动，总有FNB当升降机自由下落时，N=0，F=0C当NG时，物体超重，升降机的速度一定向上D当NG时，物体超重，升降机的加速度一定向上答案：BD解析：不管升降机怎样运动，总有F=N，故A错误；当升降机自由下落时，a=g，处于完全失

6、重状态，N=0，F=0，故B正确；当NG，根据牛顿第二定律知，加速度方向向上，升降机可能向上做加速运动，可能向下做减速运动，故C错误，D正确，应选BD。例4某人在地面上最多能举起60kg的重物，当此人站在以5m/s2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起多重的物体。g取10m/s2答案：40kg解析：当人在地面上举起杠铃时，对杠铃分析，由牛顿第二定律得F-mg=0在升降机内举起杠铃时，由于升降机具有竖直向上的加速度，故杠铃也具有一样的竖直向上的加速度，而人对外提供的最大力是不变的，对杠铃由牛顿第二定律得Fmg=ma所以，在加速上升的升降机内，人能举起的杠铃的最大质量为40kg。根底演练1.一根

7、弹簧下端挂一重物，上端用手提着使重物竖直向上做加速运动，加速度ag，当手突然停下时起，到弹簧恢复原长为止，此过程中重物的加速度的大小 A逐渐增大 B逐渐减小 C先减小后增大 D先增大后减小答案：C2.关于超重和失重，以下说法中正确的选项是 A超重就是物体重力增大了 B失重就是物体受的重力减小了 C完全失重就是完全不受重力作用 D无论超重、失重或完全重力，物体所受重力不变答案：D3.宇航员乘坐航天飞船遨游太空，进展科学试验和宇宙探秘，以下说法中正确的选项是 A升空阶段宇航员处于超重状态 B升空阶段宇航员处于失重状态 C返回下落阶段宇航员处于超重状态 D返回下落阶段宇航员处于失重状态答案：AC4.

8、一个物体在五个共点力作用下保持平衡。如今撤掉其中两个力，这两个力的大小分别为25N和20N，其余三个力保持不变。那么物表达在所受合力大小可能是 A0 B15N C20N D50N答案：BC5.把一质量为0.5kg的物体挂在弹簧下，在电梯中看到弹簧秤的示数是3N，g取10m/s2，那么可知电梯的运动情况可能是 A以4m/s2的加速度加速上升 B以4m/s2的加速度减速上升 C以4m/s2的加速度加速下降 D以4m/s2的加速度减速下降答案：BC6.某电梯中用细绳悬挂一重物，电梯在竖直方向做匀速运动，突然发现绳子断了，由此可定 A电梯一定是变为加速上升 B电梯可能是变为减速上升 C电梯可能是继续匀

9、速运动 D电梯的加速度方向一定向上答案：D7.在城市交通干线上，不走人行道横穿马路是非常危险的，设正常情况下汽车的速度为60km/h，假定突然发现前方有人跑步横穿马路，汽车司机刹车的反响时间为0.75s，刹车时汽车与路面间的动摩擦因数=0.60，试计算人距汽车多远时横穿马路可能发生危险。g取10m/s2答案：s35.65m稳固进步1大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组力中，可能使小球平衡的一组是 A2N，3N，6NB1N，4N，6NC35N，15N，25ND5N，15N，25N答案：C2在静止的升降机中有一天平，将天平左边放物体，右边放砝码，调至平衡如以下图所示，假如 升降机匀加速上

10、升，那么天平右倾升降机匀减速上升，那么天平仍保持平衡升降机匀加速下降，那么天平左倾升降机匀减速下降，那么天平仍保持平衡那么以上说法正确的选项是 A BC D答案：C3在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停顿运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系图象，如下图，那么 A电梯启动阶段约经历了2.5s的加速上升过程B电梯在启动阶段约经历了4s加速上升过程C电梯的最大加速度约为6.7m/s2D电梯的最大加速度约为16.7m/s2答案：BC4如下图，一名消防队员在模拟演习训练中沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑这名消防队员的

11、质量为60kg，他从钢管顶端由静止开场先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零假如加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员下滑过程中的最大速度为_m/s，加速下滑和减速下滑时，消防员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2，那么f1f2=_.g=10m/s2答案：8；175如下图，质量为m的球被一块挡板挡住现使挡板绕与斜面的交点缓慢逆时针旋转，判断G的两个分力N1、N2的变化情况答案：N1逐渐减小；N2先减小后增大6一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，随着所学物理知识的增多，有一天他突然想到，能否用所学物理知识较为准确地测出这座楼的高度呢？在以后的

12、一段时间内他进展了屡次实验测量，步骤如下：经过屡次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如下图的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开场启动，经过不连续的运行，最后停在最高层在整个过程中，他记录了台秤中不同时间段内的示数，记录的数据如下表所示但由于03.0s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来，假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度g取10m/s2.时间/s台秤示数/kg电梯启动前5.003.03.013.05.013.019.04.619.0以后5.01电梯在03.0s时间

13、段内台秤的示数应该是多少？2根据测量的数据计算该楼房每一层的平均高度答案：15.8kg 22.9m7如下图，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块，手持木板的另一端，使木板从程度位置沿顺时针方向缓慢转动，那么在物块相对于木板滑动前A物块对木板的压力不变B物块所受的合力不变C物块对木板的作用力减小D物块受到的静摩擦力增大答案：BD1物体随升降机沿竖直方向做匀变速运动，物体发生超重现象的是 答案：AD2.如下图，质量分别为M和m的两物体并排放在光滑程度面上，假设用程度推力F向右推M，使它们共同向右加速运动，M、m间的作用力为N1；假设用程度推力F向左推m，使它们共同向左加速运动，M、m间的作用

14、力为N2，那么 A B C D无法比较答案：B3物体在四个力的作用下处于静止状态，假设把的方向沿逆时针方向转过角，而其大小保持不变，那么这时物体所受到的合外力的大小是 A B C D0答案：C4如下图，质量为m的物体在恒力F作用下沿天花板上做匀速直线运动，物体与顶板间的动摩擦因数为，那么物体受到的摩擦力大小为 A B C D 答案：BC5用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，在以下四种情况中，绳的拉力最大的是 A电梯匀速上升 B电梯匀速下降 C电梯加速上升 D电梯加速下降答案：C6.如图7所示，质量为m 、完全一样的A、B两球，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为的轻弹簧，静

15、止不动时，弹簧处于程度方向，两根细线之间的夹角为，那么弹簧的长度被压缩了 A B C D答案：C7某人站在一台秤上，突然下蹲，在他刚开场下蹲人的重心速度为零到完全蹲到底人的重心速度为零的过程中，台秤的读数将 A先偏大后偏小，最后等于他的重力 B一直偏大，最后大于他的重力 C先偏小后偏大，最后等于他的重力 D一直偏小，最后小于他的重力 答案：C8某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80kg的物体，那么此时电梯的加速度是 m/s2，假设电梯以同样大小的加速度加速上升，那么此人在电梯中最多能举起质量为 kg的物体。答案：2.5，489.如下图，等长的细绳AO、

16、BO在O点结为一点后悬挂重物G，绳子的另一端A、B固定在圆弧形框架上，并使结点O位于圆弧形框架的圆心，在保持重物静止的前提下，使BO绳的B端沿圆弧向C点挪动，在挪动过程中，OA绳受到的拉力将_，BO绳受到的拉力将_。答案：减小，减小10如下图，一质量为m 、横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜边BC的推力，现物块静止不动，物块受到的摩擦力大小为_.答案：mg+Fsin11如下图，一个质量为10kg的物体，在程度推力F的作用下，沿斜面向上匀速运动，斜面倾角为，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，那么程度推力F的大小是_N. 答案：200_12019东城区高一期末一个人

17、站在竖直方向运行的电梯内的台秤上，发现台秤的示数大于人的体重，那么可以断定A电梯的加速度方向一定向上B电梯的加速度方向一定向下C电梯一定向上运动D电梯一定向下运动答案：A22019东城区高一期末如下图，三个图象表示A、B、C、D、E、F六个物体的运动情况，以下说法中正确的选项是A速度相等的物体是B、DB合力为零的物体是A、C、EC合力是恒力的物体是D、FD合力是变力的物体是F答案：D32019秋东城区期末如下图，一个物体由A点出发分别到达C1、C2、C3，物体在三条轨道上的摩擦不计，那么A物体在三条轨道上的运行时间一样B物体到达C2点时速度最大C物体到达C1点的时间最短D物体在AC1上运动的加速度最小答案：C42019西城区高一期末如下图，用不可伸长的轻绳AC和BC吊