必修1 第4章 7用牛顿运动定律解决问题(二) 课件（31张）

1、7用牛顿运动定律解决问题(二)同学们，前几节我们学习了牛顿定律有关规律，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：1在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7 m/s B14 m/sC10 m/sD20 m/s【答案】B2(2016江苏校级模拟)如图甲所示，A、B两物块在如图乙所示的随时间按正弦规律变化的外力作用下，由静止开始一起沿光滑水平面运动，A、B两物块始终保持相对静止，

2、则以下说法中正确的是()AA、B两物块一起做往复运动Bt1时刻物块的速度最大Ct2时刻物块运动的位移最大Dt3时刻物块A受到的摩擦力最大【答案】D【解析】在0t2内整体沿正方向做加速运动；t2t4内加速度反向，做减速运动，因为两段时间内受力是对称的，所以t4末速度变为零；之后两个物块又重复以前的运动，一直沿正方向运动，故A、C错误；结合A的分析可知，在0t2内一直做加速运动，所以在t2时刻物块的速度最大，故B错误；对整体分析，整体的加速度与F的方向相同，t3时刻两个物块的加速度最大；B物体所受的合力为摩擦力，故摩擦力的方向与加速度方向相同，大小为fmBa；可知当加速度最大时，B受到的摩擦力最大

3、即t3时刻物块B受到的摩擦力最大，根据牛顿第三定律可知，t3时刻物块A受到的摩擦力最大，故D正确一、共点力的平衡条件1平衡状态：如果一个物体在力的作用下，保持_或_状态，我们就说这个物体处于平衡状态2共点力作用下物体的平衡条件是_，即F合_.物体所受合力为零，则在任一方向上，物体所受的合力都为零，即Fx 0、Fy 0.静止匀速直线运动合力为零0二、超重1定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_物体所受重力的现象2产生条件：物体具有_的加速度(填“向上”或“向下”)大于向上三、失重1定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_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(1

4、)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_的状态(2) 产生条件：a g，方向_小于向下等于零竖直向下四、从运动学、动力学角度看自由落体运动1自由落体运动的运动学特征自由落体运动是初速度为零的_运动2自由落体运动的动力学特征由于物体在做自由落体运动时所受重力是恒力，由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度_(填“恒定”或“改变”)匀加速直线恒定如图所示，小星家住十八楼，每天上学、放学均要乘垂直升降电梯上下楼刚开始在电梯里下楼时，他觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了快到底楼时，他觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也感觉变“重”了每次感觉都相似，这是什么原因呢？【答案】刚开

5、始下楼时，人和书包处于失重状态；电梯快停止时，人和书包处于超重状态1平衡状态(1)定义：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动，则这个物体就处于平衡状态如在光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等，这些物体都处于平衡状态共点力的平衡条件(2)从物体的运动性质透析平衡状态静止：注意静止和速度为零的区别静止状态表明v0，a0，两者同时成立；若v0，a0，如上抛到最高点的物体，此时物体并不能保持静止，处于非平衡状态，因此可以说静止的物体速度为零，但速度为零的物体并不一定静止匀速直线运动：速度大小、方向均不变(2)平衡条件的四个推论若物体在两个力同时作用

6、下处于平衡状态，则这两个力等大反向，其合力为零若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，任意两个力的合力与第三个力等大、反向，其合力为零若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，n个力必定合力为零，其中任意(n1)个力的合力必定与第n个力等大反向当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零例1在图中，能表示物体处于平衡状态的是()解析：物体处于平衡状态时加速度为零，所受合力为零，故A、C错误物体处于平衡状态时速度保持不变，而位移图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，故B正确此图表示物体做匀加速直线运动，处于非平衡状态，故D错误答案：B1用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重

7、19.6 N，求绳子OA和OB的拉力大小【答案】17.0 N9.80 N【解析】以结点O为研究对象，它受到鸟笼的拉力F以及绳子OA和OB的拉力F1、F2，结点O在这三个力的作用下处于静止状态由力的平衡条件知，F1、F2的合力F与F大小相等、方向相反其中，鸟笼对O点的拉力大小就等于鸟笼所受的重力，即FG.作出力的平行四边形，如图所示由数学知识得F1Gcos 3019.60.866 N17.0 NF2Gsin 3019.60.5 N9.80 N绳子OA的拉力大小为17.0 N，OB的拉力大小为9.80 N.1物体处于超重和失重状态时，物体的重力始终存在，大小不变2发生超重和失重现象与物体的速度无关

8、，只取决于加速度的方向3在完全失重的状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持面无压力，摆钟停止摆动，浸在水中的物体不再受浮力，液体柱不再产生向下的压强等靠重力才能使用的仪器将失效不能再使用(如天平、液体气压计等)对超重和失重的理解4物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay0，则当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态例2质量为60 kg的人站在升降机的体重计上，如图(a)所示，当升降机做下列各种运动时，体重计示数是多少？(g取10 m/s2)(1)升降机匀速上升(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升(3)升

9、降机以5 m/s2的加速度加速下降(4)升降机以重力加速度g加速下降解：(1)匀速上升时，a0，则Fmg0，故Fmg600 N.(2)加速上升时，取向上为正方向，则Fmgma，故Fmgma(6010604)N840 N.(3)加速下降时，取向下为正方向，则mgFma，故Fmgma(6010605) N300 N.(4)ag向下时，取向下为正方向，则mgFma，故F0(人处于完全失重状态)答案：(1)600 N(2)840 N(3)300 N(4)02(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳由高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊着

10、时的平衡位置，人从P点落下到最低点c的过程中()A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，其加速度为零【答案】AB【解析】人从P点到c点的过程中，Pa段做自由落体运动，加速度为g，方向竖直向下，处于完全失重状态；ab段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态；bc段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，在c点拉力大于重力，加速度不为零；故A、B正确1自由落体运动的运动学特征自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，即物体的初速度为

11、零2自由落体运动的动力学特征由于物体在做自由落体运动时所受重力是一个恒力，由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度也是恒定的，从这个角度看，自由落体运动是匀变速直线运动3自由落体运动的加速度由牛顿第二定律mgma可知，物体只在重力作用下产生的加速度ag.从动力学角度看自由落体运动例3一物体置于粗糙的斜面上，给物体施加一个平行于斜面向上的力，当此力为100 N时物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能沿斜面向下匀速运动，求施加此力前，物体在斜面上受到的摩擦力为多大？解析：物体沿斜面向上运动时受力分析如图所示由共点力的平衡条件，x轴：F1mgsin Ff10y轴：mgcos FN