江西省永丰中学高中物理4.7用牛顿运动定律解决问题二课件新人教版必修1

4.7用牛顿运动定律解决问题（二）第四章牛顿运动定律（3）共点力作用下物体的平衡条件：F合=０或者

a=0一、共点力平衡（1）共点力：一个物体受几个力的作用，这几个力的作用线相交于一点（2）平衡状态：一个物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态。第四章牛顿运动定律（4）平衡条件的四个推论：①若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零。②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。③物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时，n个力必定共面共点，合力为零，称为n个共点力的平衡，其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向，作用在同一直线上。④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零。第四章牛顿运动定律③

正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，Fx=0，Ｆy＝０，多用于三个以上共点力作用下物体的平衡

（5）利用平衡条件解决实际问题的方法②矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形，这三个力的合力必为零，根据正弦定理或相似三角形（对应边之比等于各边代表的力之比）可求得未知力。①力的合成、分解法：根据任意两个力的合力与第三个力等大反向的关系。提醒：各种方法有机的运用会使问题更易于解决！第四章牛顿运动定律θABOG例题一：课本P88解：以o点为研究对象，进行受力分析如图所示：将F1进行分解在坐标轴上在x轴上：F2-F1cosθ=0（1）在y轴上：F1sinθ-F3=0（2）由（1）（2）可得：F1=G/sinθF2=G/tanθF1F2F3=GXyF1sinθF1sinθ当θ很小时，F1、F2都接近0,则F1、F2都会很大。因此要根据材料情况适当的选择θ。第四章牛顿运动定律练习1：一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动。求施加此力前，物体在斜面上受到的摩擦力为多大？解：沿斜面向上时受力分析如图：x轴：F1-mgsinα-f1=0y轴：mgcosα-FN1=0当不施加此力时,重力沿斜面向下的分力

mgsinα=40N<f=60Nx轴：f2-F2-mgsinα=0，y轴：mgcosα-FN2=0又f1=μFN1又f2=μFN2f1=f2=f由上式可得：f1=f2=f=（F1+F2)/2代入数据得：f=(100+20)/2N=60N物体静止在斜面上，受到的摩擦力为40N。沿斜面向下时受力分析如图：第四章牛顿运动定律二、动态平衡问题的分析方法所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题，即任一时刻处于平衡状态。①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变量y与自变量x的一般函数式，然后根据自变量x的变化确定应变量y的变化。②图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图，然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。注意：先明确哪些量是变化的，哪些量是不变的第四章牛顿运动定律练习2：如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳ＯＡ固定不动，绳ＯＢ在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳ＯＢ由水平转至竖直的过程中，绳ＯＢ的张力的大小将()A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大D【解析】在绳ＯＢ转动的过程中物块始终处于静止状态，所受合力始终为零。如图为绳ＯＢ转动过程中结点的受力示意图，从图中可知，绳ＯＢ的张力先变小后变大。第四章牛顿运动定律TA一直减小，ＴＢ先变小后增大。练习3：如图所示，半圆形支架ＢＡＤ，两细绳ＯＡ和ＯＢ结于圆心Ｏ，下悬重为Ｇ的物体，使ＯＡ绳固定不动，将ＯＢ绳的Ｂ端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置Ｃ过程中，分析ＯＡ和ＯＢ绳所受的力大小如何变化？练习4：半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放一个光滑的小圆柱体Q，整个装置处于静止。若用外力使MN保持竖直并且缓慢的向右移动，在Q落到地面以前发现P始终保持静止，则下列说法中正确的是（）PQNMA、Q所受的合力逐渐增大B、MN对Q的弹力逐渐增加C、地面对P的摩擦力逐渐增大D、P、Q之间的弹力先减小后增大BC第四章牛顿运动定律三、超重和失重（2）视重：弹簧测力计或台秤的示数。说明：当物体静止或匀速直线运动时，实重等于视重（3）超重：视重大于实重。特点：物体具有向下的加速度。如加速下降、减速上升即物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力特点：物体具有向上的加速度。如加速上升、减速下降（1）实重：物体实际所受的重力。（4）失重：视重小于实重。第四章牛顿运动定律超重：视重大于实重FNv上升加速aF合=FN-G=maFN=G+maF压=FN=G+ma即：F压>GFN下降减速aVF合=FN-G=maFN=G+maF压=FN=G+ma即：F压>G，物体具有向上的加速度GG第四章牛顿运动定律失重：视重小于实重下降加速F合=G-FN=maFN=G-maF压=FN=G-ma即：F压<GFN上升减速，物体具有向下的加速度FNGGvavF合=G-FN=maFN=G-maF压=FN=G-ma即：F压<Ga当a=g时，F压=0物体处于完全失重第四章牛顿运动定律习题5：如图升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升,站在升降机里的人质量是５０kg，人对升降机地板的压力是多大？如果人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？

【解析】人在Ｇ和FＮ的合力作用下，以0.5m/s2的加速度竖直向上运动，取竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律得FＮ－Ｇ＝ma

由此可得FＮ＝Ｇ＋ma＝m（g+a）

代入数值得FＮ＝５１５Ｎ根据牛顿第三定律，人对地板的压力的大小也是５１５Ｎ，方向与地板对人的支持力的方向相反，即竖直向下。测力计的示数表示的是测力计受到的压力，所以测力计的示数就是５１５Ｎ。第四章牛顿运动定律习题6：某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起８０kg的物体。求：（１）此电梯的加速度多大？（２）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？（取g=10m/s2）

答案（１）2.5m/s2(2)48kg习题7：一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA=5kg的物体Ａ，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40N,如图所示，g取10m/s2，求此时人对地板的压力大小。答案：400N第四章牛顿运动定律四、从动力学看自由落体运动（1）对自由落体运动的理解①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，即物体的初速度为零。②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加速度，从这个角度看，自由落体运动是匀变速直线运动。③从牛顿第二定律F=ma可知，物体所受重力产生下落的加速度，mg=ma，所以a=g。（2）对竖直上抛运动的理解GF合=