4.7用牛顿运动定律解决问题述式.pptx

1、4.6 用牛顿运动定律 解决问题(二),牛顿第一定律 惯性定律,惯性 反映物体在不受力时的运动规律,牛顿第二定律 F=ma 反映了力和运动的关系,牛顿运动定律,导 入 新 课,复习,牛顿第三定律 F= (作用力和反作用力定律) 反映了物体之间的相互作用规律,（1）从受力确定运动情况,物体运 动情况,运动学 公 式,加速度 a,牛顿第 二定律,物体受 力情况,（2）从运动情况确定受力,物体运 动情况,运动学 公 式,加速度 a,牛顿第 二定律,物体受 力情况,一个物体在共点力作用力下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。,静止或 匀速直 线运动,a0,F合0,一、共点力

2、的平衡,共点力作用下物体的平衡条件：,合外力为零即：F合=0,1、对研究对象进行受力分析，作出受力图。 2、物体在三个力作用下处于平衡状态，常用解题方法：力的分解法、力的合成法。 3、共面的非平行的三个力平衡时：其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向且三个力的作用线必交于一点. 4、物体在三个以上（或三个）力作用下处于平衡状态，通常应用正交分解法。,解共点力平衡问题的基本思路,例1. 如图所示，三角形支架O点下方挂一重物G=50N，已知=30，求钢索OA对O点的支持力和轻杆OB对O点的支持力。,解：对O点受力分析如图所示：,用正交分解法得平衡方程:,F2-F1cos=0 F1sin-F3=0

3、 解得:,解：对O点受力分析如图所示：,由力的合成可得方程为：,例1. 如图所示，三角形支架O点下方挂一重物G=50N，已知=30，求钢索OA对O点的支持力和轻杆OB对O点的支持力。,生活中常说的“超重”、“失重”,神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到了太空要吃失重之苦。,“失重超重”都直接涉及到离我们遥远而神秘的航天业中，是否失重超重在我们日常生活中难以看到？,G,F,G=F=,G,F,分析：以下处于静止状态的木块的受力情况,思考:当物体加速运动时物体受到的支持力和拉力又会怎样呢？,电梯中的怪事,二、超重和失重,G=F=,以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为m，

4、升降机以加速度a加速上升。,解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力G和地板的支持力F,由牛顿第二定律得,F mg = ma,故： F = mg + mamg,人受到的支持力F大于人受到的重力G,总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。,F,（一）超重现象,再由牛顿第三定律得：压力 大于重力G,（二）失重现象,以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为m，升降机以加速度a加速下降：,分析：对人受力分析如图,由牛顿第二定律得,m g F = m a,故： F = m g m a mg,人受到的支持力F小于人受到的重力G,总结：物体对支

5、持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。,F,再由牛顿第三定律得：压力 小于于重力G,（三）完全失重,F合 = mg F=ma 所以： F = mg m g = 0,当升降机以加速度 a = g 竖直加速下降时,总结：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这就是“完全失重”现象。,应用：试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？,解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。,点击瓶子播放,生活中的超重失,太空中的失重环境,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入

6、轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态。 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔,空间站中的宇航员,利用完全失重条件的科学研究,液体呈绝对球形,制造理想的滚珠,制造泡沫金属,在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！,弹簧测力计无法测量物体的重力.,无法用天平测量物体的质量,但仍能测量拉力或压力的大小。,解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知： mg F ma F mg ma,根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。,当a1=2.5m/s2,F1=300N,

7、当自由下落时，a2=g,F2=0N,例2、在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？ 若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？,1.关于超重和失重，下列说法中正确的是（ ） A 超重就是物体受到的重力增加了 B 失重就是物体受到的重力减小了 C 完全失重就是物体一点重力都不受了 D 不论超重或失重，物体所受的重力都不变,D,分析：无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。,课堂训练,2.一小孩站在升降机中，升降机的运动情况如下时，判断超重、失重情况。,2、升降机减速上升,3、升降机加速下降,4

8、、升降机减速下降,超重,失重,失重,超重,课堂训练,1、升降机加速上升,分析：超重还是失重由a决定，与v方向无关,物体失重和超重的情况：,总结,分析：超重还是失重由a决定，与v方向无关,课堂训练,3.弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？ （取g=10 m/s2） （1）以v=5 m/s速度匀速下降. （2）以a=5 m/s2的加速度竖直加速上升. （3）以a=5 m/s2的加速度竖直加速下降. （4）以重力加速度g竖直减速上升.,课堂训练,3.弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？ （取g=10 m/s2） （1）以

9、v=5 m/s速度匀速下降.,解析：对物体受力分析，如图所示. （1）匀速下降时，由平衡条件得F=mg=10 N,课堂训练,3.弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？ （取g=10 m/s2） （2）以a=5 m/s2的加速度竖直加速上升.,解析：(2)以向上为正方向，由牛顿第二定律 F-mg=ma F=m(g+a)=15 N.,课堂训练,3.弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？ （取g=10 m/s2） （3）以a=5 m/s2的加速度竖直加速下降.,解析：对物体受力分析，如图所示.,(3)取向下方向为正方向，由牛

10、顿第二定律 mg-F=ma F=m(g-a)=5 N.,课堂训练,解析：对物体受力分析，如图所示.,（4）取向下方向为正方向，由牛顿第二定律 mg-F=mg F=0 N 处于完全失重状态.,3.弹簧上挂着一个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？ （取g=10 m/s2） （4）以重力加速度g竖直减速上升.,总结：,1、超重和失重的条件： （1）当物体有竖直向上的加速度时，产生超重现象。 （2）当物体有竖直向下的加速度时，产生失重现象。 （3）当物体有竖直向下的加速度且a=g时，产生完全失重现象。,（即物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度有关，而与物体的速度方向无

11、关。）,实质： 物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉力F拉或压力F压与重力的大小关系改变。,三、从动力学看落体运动,1、自由落体运动,（1）自由落体运动定义,F合 =G=mg,（2）自由落体加速度,物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。,v0=0,三、从动力学看落体运动,2、竖直上抛运动,（1）竖直上抛运动定义,F合 =G=mg,（2）竖直上抛运动加速度,物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。,方向竖直向下。,三、从动力学看落体运动,2、竖直上抛运动,（3）竖直上抛运动研究方法,（4）竖直上抛运动规律公式,以向上方向为正方向，竖直向上抛运动是一个加速度为-g的匀

12、减速直线运动。,例3、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个石子，不考虑空气阻力，求5s末石子速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。,V0,以向上方向为正方向。,x正,x,Vt,1、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是: ( ) A、加速上升 B、减速上升 C、加速下降 D、减速下降,分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速或向下加速,BC,f = FN,F=k x,课后探究,2物体速度为零是否就是物体处于静止状态？ 【提示】不一定，速度为零可能合外力不为零，也就是说可能有加速度，而静止状态与匀速直线运动状态，均为平衡态 3竖直上抛运动的物体在最高点时，处于平衡状态吗？ 【提示】对竖直上抛的物体在最高点时，v0，ag为非平衡态,课后探究,4.一个人站在医用