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)

1、7用牛顿运动定律解决问题(二),一、共点力的平衡条件 1共点力：一个物体受到几个力的作用，如果这几个力或 相交于一点，这样的几个力叫做共点力 2平衡状态：如果一个物体在力的作用下 ，我们就说这个物体处于平衡状态 3共点力平衡的条件：在共点力作用下物体的平衡条件是.,共同作用在同一点上,虽不作用在同一点上，,但它们的延长线,保持静,止或匀速直线运动状态,合力为0,二、超重和失重 1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，称为超重现象 2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，称为失重现象 3完全失重：当物体下落的加速度为g时，物体对支持物、悬挂物 ，好像完

2、全没有了 作用，这种状态是完全失重状态,大于,小于,完全没有作用力,重力,一、速度为零与静止状态的区别 静止与速度为零不是一回事，物体保持静止状态，说明v0、a0同时成立，若仅有v0、a0，如上抛到最高点的物体，自由下落开始时刻的物体等，它们此时刻的速度v0，但不能保持静止状态，因此它们并非处于平衡状态,二、如何理解共点力作用下的平衡条件？ 1共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合力为零，即F0. 2几个推论： (1)二力平衡：当物体受两个力作用而平衡时，这两个力必定大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，其合力为零,(2)三力汇交原理：物体在三个非平行力同时作用下处于平衡状态，则这三个力必定

3、共面且作用线相交于一点其中，任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反，作用在一条直线上 (3)多个力的平衡：物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时，n个力必定共点，合力为零，称为n个共点力的平衡，其中任意(n1)个力的合力必定与第n个力等值反向，作用在同一直线上，是平衡力,(4)均衡性原理：物体在几个力作用下处于平衡状态，这些力在任意方向上所有分力的合力必为零 (5)闭合性原理：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，表示这三个力的有向线段必构成一个封闭的三角形 (6)如果物体只是在某一方向上处于平衡状态，则该方向上合力为零，因此可以在该方向上应用平衡条件列方程求解,三、求解共点力作用

4、下物体平衡的方法 在受力分析基础上，灵活选择合适的处理方法是解题的关键当物体受三个共点力作用而平衡时，一般利用力的合成和分解构建矢量三角形然后解三角形的方法，当物体所受力超过三个时，一般采用正交分解法,1解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问题根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这一三角形求解平衡问题解三角形多数情况是解直角三角形，如果力的三角形并不是直角三角形，能转化为直角三角形的尽量转化为直角三角形，如利用菱形的对角线相互垂直的特点就得到了直角三角形，确实不能转化为直角三角形时，可利用力的三角形与空间几何三角形的相似等规律求解,2正交分解

5、法： (1)正交分解法在处理四力或四力以上的平衡问题时非常方便，将物体所受各个力均在两互相垂直的方向上分解，然后分别在这两个方向上列方程此时平衡条件可表示为：,(2)应用正交分解法解题的优点： 将矢量运算转化为代数运算，使难度降低； 将求合力的复杂的解三角形问题，转化为正交分解后的直角三角形问题，使运算简便易行； 当所求问题有两个未知条件时，据这种表达形式可列出两个方程，通过对方程组求解，使得求解更方便 (3)解共点力平衡问题的一般步骤 选择研究对象 对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图,对研究对象所受的力进行处理一般情况下需要建立合适的直角坐标系，对各力按坐标轴进行正交分解建立直角坐

6、标系时，一般尽量使更多的力落在坐标轴上，以减少分解力的个数，从而达到简化计算的目的 根据平衡条件分别建立平衡方程， 对方程求解，必要时需对解进行讨论,四、超重和失重现象的理解与认识 1实重、视重、超重、失重和完全失重的概念： 实重：即物体的实际重力，它不随物体运动状态变化而变化 视重：指物体对水平支持面的压力或对竖直悬挂线的拉力，它随物体运动状态而变化 超重：视重大于实重的现象 失重：视重小于实重的现象 完全失重：视重等于零的现象,2超重、失重和视重的关系：,3.对超重和失重现象应注意以下几点： (1)物体处于超重或失重状态时，仅仅是一种表象，是视重发生了改变，物体实际所受的重力始终不会变化

7、(2)物体是处于超重状态还是失重状态与物体的运动方向无关，仅仅根据速度方向无法判断是超重还是失重,(3)物体处于超重状态时，物体有可能向上加速运动，也有可能向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体都处于超重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下；同理，物体处于失重状态时，物体的加速度竖直向下，物体有可能向下加速运动，也有可能向上减速运动，但加速度方向是向下的 (4)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，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、液体对器壁没有压强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,题型一平衡条件的应用 【例1】

8、如图471所示，一个重G60 N的物体放在水平地面上，当它受到两个与水平方向的夹角分别为45和30的斜向上的拉力F1和F2的作用时，仍保持静止状态，已知F120 N，F240 N求物体对地面的压力大小、地面对物体的摩擦力的大小和方向,【解析】选取物体为研究对象，对其进行受力分析，它共受到五个力的作用：重力G，两个拉力F1和F2，地面对它的支持力N和地面对它的摩擦力F.假设摩擦力F的方向水平向右，其合力为零,在本题中选取水平与竖直方向建立直角坐标系是合适的如图472所示，将F1和F2分别进行正交分解，由于物体处于静止状态，由平衡条件的分量式可得： F2cos30FF1cos450 F2sin30

9、F1sin45NG0 联立解得N20 N， F14.64 N. 由牛顿第三定律知，物体对地面的压力等于20 N，地面对物体的静摩擦力大小为14.64 N，方向水平向左,【答案】压力大小为20 N，方向竖直向下，静摩擦力大小为14.64 N，方向水平向左 规律总结：建立直角坐标系将力进行正交分解，运用平衡条件的分量式是处理物体平衡问题的最为普遍的方法，它原则上可以处理所有的共点力的平衡问题，尤其在处理三个以上力的平衡问题时，更显示出它独特的优势，它的优势体现在，通过正交分解将矢量运算转化成了代数运算,应用11如图473所示，质量为m的物体，在水平力F的作用下，沿倾角为的粗糙斜面向上做匀速运动，试

10、求水平推力的大小,解析：研究对象是质量为m的物体，它做匀速运动处于平衡状态，对它受力分析发现该物体受四个力作用，对于这类题我们往往采用正交分解法按图474所示方法建立平面直角坐标系，平衡方程为： FcosmgsinFf0 FNmgcosFsin0 FfFN,题型二超重和失重 【例2】一个质量是50 kg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mA5 kg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40 N，如图475所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力,【解析】升降机所处的运动状态未知，但可由A物体的运动状态分析求得 以A为研究对

11、象，对A进行受力分析如图476所示 选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得,再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN. 仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m人gFNm人a， 所以FNm人gm人a50(102)N400 N. 则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400 N，方向竖直向下,【答案】对地板的压力400 N，方向竖直向下 规律总结：超重和失重问题实质上是牛顿运动定律应用的延续，解题时首先要对物体进行受力分析，然后抓住运动与力联系的桥梁加速度，分析清楚物体在力的作用下的运动状态，进而解决超重和失重问题,应用21一质量为m40 kg的小孩站在电梯内的体

12、重计上电梯从t0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F的变化如图477所示试问： 在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力的加速度g10 m/s2.,解析：由题图可知，在t0到t12 s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，由牛顿第二定律，得F1mgma1，在这段时间内电梯上升的高度在t12 s到t25 s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻电梯的速度，即v1a1t1在这段时间内电梯上升的高度h2v1(t2t1)，在t25 s到t36 s的时间内，体重计的示数小于mg

13、，故电梯应做向上的减速运动,设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得mgF2ma2，在这段时间内电梯上升的高度h3v1(t3t2) a2(t3t2)2，电梯上升的总高度hh1h2h3，由以上各式，利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据，解得h9 m.,题型三牛顿定律与运动学知识的综合 【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小,物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得 Fma2 由可求得水平恒力F的大小为 F

14、m(a1a2)2(1 )N3.3 N. 【答案】3.3 N,规律总结：解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是像这类运动过程较复杂的问题，更应注意对运动过程的分析在分析物体的运动过程时，一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分段处理，加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化,应用31风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，如图478所示 (1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所

15、受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数 (2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离x所需的时间为多少？(sin370.6),解析：(1)由于小球沿杆做匀速直线运动，由受力情况如图479所示，运用牛顿第二定律可得： 竖直方向：FNmg0 水平方向：FFf0 摩擦力公式：FfFN,(2)此为由受力情况求解运动情况的问题，小球受力情况如图4710所示，由牛顿第二定律得： x轴方向： FcosmgsinFfma y轴方向：FNFsinmgcos0 摩擦力公式：FfFN,；http:/medicaltrain.jp/ 日本医疗 ；

16、是没什么修行者在这壹带了.那咱们怎么办主人?叶虹问道,现在就离开这里吧,可能再飞个几万里,就能看到陆地了.根汉点了点头,只能是召唤出了小飞,让小飞带着他们离开.半天之后,小飞带着他们飞了将近二十万里,依旧没有看到陆地.这四周都是浩瀚大海,而且天色已晚,附近气温降很厉害,明显能感到气压有些低,远处天边都升腾起了阵阵黑云,有可能要下大雨放闪电了.那边有人.就在这时,根汉几人却发现,北面几百里外,有几道剑光闪过.似乎是有一些修行者,正在从北面飞驰掠过,要从前面大海窜过.准圣之境.根汉天眼扫了过去,即使隔着几百里,如今也能准确感应到他们修行.那三个人,都是准圣之境,最高壹人修为大概在准圣七重左右,算是

17、壹个不错强者了.走.根汉不再犹豫,大手壹挥,让小飞进去休息,自己带着三女追了过去.道友请留步.远远,根汉便喊住了这三人,这三人也是壹惊,没想到突然就会有人出现.可是当看到三女时候,三人眼中顿时金光大放,其中壹人咧嘴邪笑道：乖乖,这么漂亮妞尔,好久没玩过了.小子,将女人留下,你可以滚了!另壹人也咧嘴笑了,露出壹嘴黄牙.啪!啊!谁打咱!这三人嘴很损,刚刚说完,就被几股怪力煽飞,其中两人牙齿全部打碎了,嘴里血牙狂飙.他们紧张盯着四周,以为是谁偷袭他们,其中壹人指着根汉几人骂道：仙人板板!敢耍阴招!难道不想在浩瀚海混了吗!找死!这人说完,右手袖子中突然飙出了壹道黑光,是壹条巨大黑色大蛇,张开血喷大口朝

18、根汉给嘶咬过来.长长血色獠牙,看上去格外吓人,尤其是那壹对森绿色大眼睛,更是令人心悸.砰.只可惜,这条大毒蛇还没有冲到三人跟前,便突然爆开了,几道寒光在空中飞舞,大毒蛇被切成了上百段!这.这怎么可能.咱乖乖.三人吓得面色有些瘫了,分别往三个方向逃窜,这时他们再傻也知道了,踢到了铁板了.这四个人实力太强大了,有可能其中有壹位圣人,想搞圣人这是不要命了呀.啊.不.三人都被壹股怪力给定住了,其中两人直接被生生捏爆了,鲜血洒满长空,只剩下最后壹人,面色发黑,身子瑟瑟发抖,缩在半空中脖子都快被扭断了.不知死活!米晴雪冷哼壹声,眉宇间闪过了壹抹杀机,这三人竟然敢当着根汉面,侮辱自己和彩虹姐妹,杀了没什么可

19、惜了.（正文贰151不知死活）贰15贰荒壹听他们言语就知道,这三人虽然贵为准圣,但是肯定祸害了不少良家妇女.逃命,圣,圣人饶命呀.眼看着两个同伴,就在自己面前,被人家给捏爆了,元灵都壹起被捏碎了.这种震撼人心恐惧,直达这位准圣心头,让他感觉头皮发麻,元灵都在被壹刀壹刀刮似.身为准圣强者,这家伙竟然档里壹松,给尿裤子了.壹股难闻味道,扑面而来,根汉四人赶紧将嗅觉给闭上了,以免闻到这种恶心人味道.亏你还是准圣!米晴雪冷哼壹声,圣威浩荡,要不是需要从这家伙嘴里问些情报出来,早就壹道意念劈死他了,不会留他狗命.回答咱一些问题,咱就放过你.根汉淡然道.您,您,您说.准圣强者面色发青,说话都不利索,好像嘴

20、巴打了结似.根汉问：这是什么地方?是不是神域?这,这是神域,东部浩瀚海.他哪敢不说.根汉又问：附近哪里有传送阵?可以前往七彩神殿?这个,这个好像没,没有.准圣.ybdu.们天赋却如此出众.壹些准圣强者,似乎也是在嬉戏人生,但是修为就是达到了那个境界.这里人天赋很不错,难道是某一些大族,隐居在此吗?米晴雪也有些意外.神域她也不是第壹回来了,不过这个荒岛倒是有些意思,不是这些家伙天赋太吓人,她见过比这强悍多家族或者是势力.而是这些人修行方式,那种享乐人生,没有紧迫感修行方式,令她大感意外.几人在宽敞玉石大街上转了几圈,这里装饰也十分奢华,宽敞大街上铺满了各色玉石,还有壹些贝壳也夹杂在其中.阳光洒上

21、去,映出壹阵阵宝光,而且还不晃眼,几人都很好奇,这座荒岛上人们,哪来这些闲心,把城池弄这么漂亮.这样壹个环境清幽之地,确实是很适合人类生活,走在宝石大街道上,根汉也有种懒洋洋想睡觉感觉.路边有不少奢华饭馆,装修都是别具壹格,有些用是宝石,还有用是乌龟壳,或许是哪只倒霉乌龟被宰了,大壳就在这里当起了饭馆壹面.主人,去那壹家吧.这时叶彩发现了,那边有壹家馆子,主体是倚着壹株蓝色大树搭建起来.看上去确实是有些特色,根汉等人也觉得有些意思,于是乎四人来到了这家馆子.尊敬道友,欢迎光临.店小二壹句欢迎光临,令根汉有种晃如隔世感觉,好久没有听到这样壹句话了,当年可是最容易听到.给咱们找个安静点地方.根汉甩

22、出了壹块纯净大灵石.好嘞.店小二很识货,壹眼就看出这块灵石很不壹般,是壹块上品灵石,心想这回来了壹个壕客了.他弯着腰,笑嘻嘻带着根汉几人上去了,最后给他们带到了二十几米高壹个古香古色像树洞壹样雅致空间.环境挺好.这个房间确实是有些特别,弄跟个树洞似,几人打量了壹下,这还真是壹棵大树,从中挖出来壹个房间.饭馆子里人挺多,上下共有七八十米高,根汉几人早就感知了壹下,这里虽然强者很多,但是圣级强者应该是没有.起码在这里,他们可以横着走,没有谁会敢来找他们麻烦.店小二很快就端来了美酒,和美食,壹共端了十几种,每壹种都是这馆子里最贵.根汉自然也不会小气,灵石他多是,现在他也用不着什么灵石,放着也没什么用

23、,也就平时用来布布阵,或者是拿来消费.这片大陆上壹般民众之间,可能消费是银子,金子,或者是壹些珠宝,也可以用壹些至宝交换.不过大部分地区,用还是灵石做为基础货币,灵石对于大部分修行者或者是百姓来说,都是用得着东西.树洞房间不仅景色别致,视野也很不错,坐在窗边可以看到下面大部分城中景色.这时店小二又进来给根汉他们送了壹些美酒,根汉喊住了他,甩了他壹块极品灵石,店小二眼中放光,赶紧将灵石收进怀里,这可是他小费.客官,您有什么吩咐吗?见到这样大主顾,店小二满脸堆笑,别提有多开心了.这个荒岛上人们虽然生活惬意,但是真正出手大方客人却很少,而且像根汉拿出来这么上等灵石确实是很少见.刚刚他将根汉付给十几块

24、灵石,给了老板看了壹看,老板甚至还想让自己来打探根汉底细.这里哪一些家族势力最大?根汉问这店小二.店小二在这里做了有些年头事了,虽说实力只有法则境左右,但是显然接触了许多人,壹定是壹个百事通.店小二楞了楞,没想到根汉不是这本地人,不过这小二很有眼力劲,壹点也没小瞧根汉几人.他想了想说：荒岛上最强要数咱们这里,莫伦斯家族和红玉山了.你知道他们家族有传送阵吗?根汉又问.店小二想了想说：莫伦斯家族这些年壹直在封锁,想要进入不是那么容易,客官您要是需要传送浩瀚海话,咱建议您去红玉山试试.红玉山在哪个位置?根汉问.店小二道：红玉山就在荒岛北面,那里有壹座红色玉山从海中拔起,那里就是红玉山.咱来时候没发现呀?根汉有些疑惑.那里好像有法阵,幻阵,壹般人无法进入,不过据说红玉山就在荒岛北面壹万里左右地方,远倒不是很远.店小二知道还真不