7用牛顿运动定律解决问题(二)同课异构

物理必修①·人教版新课标导学第四章7用牛顿运动定律解决问题(二)※知道平衡状态，理解共点力作用下物体的平衡条件※※会用共点力的平衡条件解决简单的平衡问题※知道超重、失重现象，理解产生超重和失重现象的原因※※能用牛顿定律解决有关超重和失重问题1课前预习2课内探究3素养提升4课堂达标5课时作业课前预习1．共点力：物体同时受几个力作用，如果这几个力作用在物体的__________，或者它们的作用线____________，那么这几个力就叫共点力。2．平衡状态：一个物体在力的作用下，保持______或______________状态，则该物体处于平衡状态。3．平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件是__________，即F合＝0。共点力作用下物体的平衡同一点交于一点静止匀速直线运动合力为零1．视重：所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所________的读数。2．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。超重和失重看到大于竖直向上3．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＝___，方向__________。小于竖直向下等于零g竖直向下1．受力情况：运动过程中只受_______作用，且重力恒定不变，所以物体的__________恒定。2．运动情况：初速度为______的竖直向下的________直线运动。从动力学看自由落体运动重力加速度零匀加速『判一判』(1)处于平衡状态的物体一定处于静止状态。(

)(2)加速度为零时，物体一定处于平衡状态。(

)(3)物体向上运动时一定处于超重状态。(

)(4)物体减速向下运动时处于失重状态。(

)(5)物体处于失重状态时重力减小了。(

)×√×××B解析：由于返回舱减速下降，故加速度向上，处于超重状态，故A错误，B正确；物体受重力和拉力的作用而竖直向下减速运动，故合力不为零，返回舱所受重力与绳子对它的作用力的合力不是一对平衡力，也不是一对作用力和反作用力，故C、D错误，故选B。答案：乙说的对。解析：此时宇航员只受地球的引力作用，有指向地球的加速度，故处于失重状态。课内探究如图所示，甲图中的石头受到几个力的作用而处于静止状态；乙图中的飞机做水平方向的匀速直线运动。试结合上述现象讨论：处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？探究一共点力作用下物体的平衡提示：处于平衡状态的物体，其运动状态不发生变化，加速度为0；共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。3．解题方法(1)合成法：对于三个共点力的平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大、反向”的关系，结合三角函数、相似三角形等知识求解。(2)分解法：对于三个共点力的平衡，也可将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必定与另外两个力等大、反向。(3)正交分解法：物体受多个共点力的作用处于平衡状态时，可以建立适当的坐标系，利用正交分解法求出x轴和y轴方向上的合力，应用Fx合＝0，Fy合＝0列式求解。(4)三角形法：当三个共点力平衡时，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，这种方法一般用来讨论动态平衡问题较为方便。解题指导：足球处于三力平衡状态，可以应用分解法、合成法或正交分解法等方法求解。解析：取足球作为研究对象，它共受到三个力的作用。重力G＝mg，方向竖直向下；墙壁的支持力F1，方向水平向右；悬绳的拉力F2，方向沿绳的方向。这三个力一定是共点力，重力的作用点在球心O点，支持力F1沿球的半径方向。G和F1的作用线必交于球心O点，则F2的作用线必过O点。既然是三力平衡，可以根据任意两力的合力与第三力等大、反向求解，可以据力三角形求解，也可用正交分解法求解。解法4用正交分解法求解取足球作为研究对象，受三个力作用，重力G、墙壁的支持力F1、悬绳拉力F2，如图所示，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将F2分别沿x轴和y轴方向进行分解。由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零。即Fx合＝F1－F2sinα＝0 ①Fy合＝F2cosα－G＝0 ②由②式解得：F2＝G/cosα＝mg/cosα代入①式得F1＝F2sinα＝mgtanα。答案：mg/cosα；mgtanα点评：比较各种解法的优缺点，分析一下解决此类问题的方法步骤。C一个人站在体重计的测盘上，在人从站立到蹲下的整个过程中(如下图所示)，体重计指针示数如何变化？提示：先减小，后增加，再还原解析：人蹲下的过程经历了加速向下(失重)、减速向下(超重)和静止这三个过程。探究二超重与失重1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了。2．超重、失重的分析特别提醒：(1)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。(2)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。DAD解析：由图可知，t0至t1时间段弹簧秤的示数小于G，故物体可能向下加速，也可能向上减速；t1至t2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可能匀速也可能静止；而t2至t3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速；AD均符合题意；故选AD。素养提升应用牛顿运动定律求解多过程问题(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA；(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA

∶fB

。审题——抓住信息，快速推断关键信息信息挖掘题干①石蜡做成两条质量均为m说明两“鱼”的体积相等，在水中受到的浮力相等，这一点在题干的后半部分也有说明