高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题（二）课件 新人教必修1.ppt

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1、应用牛顿运动定律解决问题（二）学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。3.通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。4.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤，能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动学问题（竖直上抛、竖直下抛）。第7节2021/8/11星期三1重点重点1.共点力作用下物体的平衡条件及应用。2.发生超重、失重现象的条件及本质。难点难点1.共点力平衡条件的应用。2.超重、失重现象的实质。重点难点重点难点2021/8/11星期三

2、2提出问题提出问题1.1.物物体体处处于于平平衡衡状状态态有有什什么么特特点点？物物体体若若受受多多个个共共点点力作用而力作用而处处于平衡状于平衡状态态，应满应满足什么条件？足什么条件？归纳：物体处于平衡状态的特点是：运动状态不发生变化，加速度为0。根据牛顿第二定律F=ma,当物体处于平衡状态时，加速度为0，因而物体若受多个共点力作用而处于平衡状态，应满足物体所受的合力F=0。结论结论:共点力作用下物体的平衡条件是所受合力为0。一、一、共点力的平衡条件共点力的平衡条件2021/8/11星期三32.2.若一个物体受两个力而若一个物体受两个力而处处于平衡状于平衡状态态，则这则这两个力的关系如何？若

3、一两个力的关系如何？若一个物体受三个力而个物体受三个力而处处于平衡状于平衡状态态，则则其中一个力与另外两个力的合力其中一个力与另外两个力的合力间间满满足怎足怎样样的关系？的关系？这这个个结论结论是否可以推广到多个力的平衡？是否可以推广到多个力的平衡？结结论论:二力平衡：物体受两个力而处于平衡状态时，这两个力的关系是等大、反向，且作用在同一条直线上。三个力平衡：物体受三个力作用而处于平衡状态时，可将其中的任意两个力合成，则这两个力的合力与另一个力的关系是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。推而广之，多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小

4、相等、方向相反，且作用在同一条直线上。提出问题提出问题一、一、共点力的平衡条件共点力的平衡条件2021/8/11星期三4典型典型例题例题例例1 1 城城市市中中的的路路灯灯、无无轨轨电电车车的的供供电电线线路路等等，经经常常用用三三角角形形的的结结构构悬悬挂挂。图图4-7-6为为这这类类结结构构的的一一种种简简化化模模型型。图图中中硬硬杆杆OB可可绕绕通通过过B点点且且垂垂直直于于纸纸面面的的轴轴转转动动，钢钢索索和和杆杆的的重重量量都都可可忽忽略略。如如果果悬悬挂挂物物的的重重量量为为G，AOB=，钢钢索索OA对对O点点的的拉拉力力和和杆杆OB对对O点点的的支支持持力各是多大？力各是多大？请

5、思考：（1）轻质细绳中的受力特点如何？（2）可绕一端转动的轻杆只在两端受力时其受力特点如何？（3）分析钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力选谁为研究对象？其受力特点如何？（4）求钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力时的解题依据是什么？2021/8/11星期三52021/8/11星期三6拓拓展展：求求钢钢索索OA对对O点点的的拉拉力力和和杆杆OB对对O点点的的支支持持力力利利用用了了正正交交分分解解法法，还还有有没没有有其他方法？其他方法？2021/8/11星期三7二、二、超重和失重超重和失重1.学生体学生体验验一位同学甲站在体重计上静止，另一位同学乙说出体重计的示数。注意观察接下来

6、的实验现象：（1）甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化？怎样变化？（2）甲突然站起时，体重计的示数是否变化？怎样变化？（3）当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力是否发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢？2021/8/11星期三8二、二、超重和失重超重和失重2.现现象分析象分析（1）体重计的示数发生了变化，示数变小了。（2）体重计的示数发生了变化，示数变大了。（3）当人静止在体重计上时，人处于受力平衡状态，重力和体重计对人的支持力大小相等，而实际上体重计测量的是人对体重计的压力，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的。而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，人受到的重力没有发生变化，但人

7、的运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时人受力不再平衡，压力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化。2021/8/11星期三9典型典型例题例题例例2 2 如如图图所所示示，人人的的质质量量为为m，当当电电梯梯以以加加速速度度a加加速速上上升升时时，人人对对地地板板的的压压力力F是是多多大大？思考思考讨论讨论：（1）题目求人对地板的压力，解决问题时如何选择研究对象？（2）研究对象受到哪些力的作用？（3）解决问题时依据哪些规律？（4）电梯静止时，地板对人的支持力F与人所受的重力G相等，都等于mg。当电梯加速运动时，这两个力还相等吗？2021/8/11星期三10解解析析：取向上的方向

8、为正方向，根据牛顿第二定律写出关于支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程。F-G=maF=G+maF=m（g+a）根据牛顿第三定律得，人对地板的压力F与地板对人的支持力F的大小相等，即F=m（g+a）。答案：m（g+a）2021/8/11星期三113.归纳总结归纳总结（1）当电梯加速上升（或减速下降）时,加速度向上,人对电梯地板的压力Fm（g+a）mg，这种现象称为超重现象。（2）当电梯加速下降（或减速上升）时，加速度向下,人对电梯地板的压力F=m（g-a）mg，这种现象称为失重现象。如果物体以大小等于g的加速度竖直下落，则人对电梯地板的压力m（g-a）=0，物体对支持物、悬挂物完全没有作用

9、力，好像完全没有受到重力作用，这种状态称为完全失重状态。2021/8/11星期三124.超重和失重超重和失重（1）定）定义义 超超重重现现象象：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。失重现象：物体对支持物的压力（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。完完全全失失重重状状态态：物体以大小等于g的加速度竖直运动过程中，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有受到重力作用，这种状态称为完全失重状态。在完全失重状态下由重力产生的一切物理现象都会完全消失。（多媒体播放航天员王亚平的空中授课录像）2021/8/11星期三13（2）超重和失重的

10、条件）超重和失重的条件 产产生生超超重重现现象象的的条条件件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运动，与运动方向无关。产产生生失失重重现现象象的的条条件件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升运动，与运动方向无关。完全失重的条件：物体只在重力作用下运动，与运动方向无关。2021/8/11星期三14（3）意）意义义物体在超重和失重过程中所受到的重力并没有变化，“超重”并不意味着重力增大，“失重”也不代表重力减小，“完全失重”也不是说物体的重力完全消失了。超重和失重仅仅是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化。其实物体的重力依然存在，且并不发生变化。2021/8/11

11、星期三15三、三、从从动动力学看自由落体运力学看自由落体运动动提出问题提出问题1.1.物体做自由落体运物体做自由落体运动动的条件有哪些？的条件有哪些？结结论论:物体做自由落体运动的条件有：第一，物体是从静止开始下落的，即运动的初速度为0。第二，运动过程中，它只受重力的作用。2021/8/11星期三16三、三、从从动动力学看自由落体运力学看自由落体运动动提出问题提出问题2.2.在在第第二二章章，我我们们通通过过实实验验研研究究了了自自由由落落体体运运动动，知知道道它它是是加加速速度不度不变变的匀的匀变变速直速直线线运运动动。自由落体运。自由落体运动动的加速度的加速度为为什么不什么不变变？结论结论

12、:根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它受的合力成正比，加速度的方向与合力的方向相同。物体做自由落体运动时只受重力作用，而且重力的大小、方向都不变，所以物体加速度的大小、方向也是恒定的。2021/8/11星期三17典型典型例题例题思考思考讨论讨论：（1）这个物体是不是做自由落体运动？（2）物体在运动过程中受哪些力的作用？加速度的大小和方向是否发生变化？（3）物体做什么性质的运动？利用什么规律解决问题？2021/8/11星期三18拓展延伸拓展延伸：（1）一个竖直向上抛出的物体为什么1.6s时的位置反而比0.6s时更低？（2）以地面为坐标原点，以向下为坐标轴的正方向进行列方程、解答，并对结果进行分

13、析说明。（3）实际物体下落时都要受到空气阻力，在什么情况下可以忽略空气阻力的影响？2021/8/11星期三19巩固练习巩固练习1.1.关于自由落体运关于自由落体运动动，下列，下列说说法中正确的是（法中正确的是（）A.初速度初速度为为0的的竖竖直向下的运直向下的运动动是自由落体运是自由落体运动动B.只在重力作用下的只在重力作用下的竖竖直向下的运直向下的运动动是自由落体运是自由落体运动动C.自由落体运自由落体运动动在任意相等的在任意相等的时间时间内速度内速度变变化量相等化量相等D.自自由由落落体体运运动动是是初初速速度度为为0、加加速速度度为为g的的匀匀加加速速直直线线 运运动动答案：CD2021

14、/8/11星期三20巩固练习巩固练习2021/8/11星期三21巩固练习巩固练习2021/8/11星期三22巩固练习巩固练习4.4.如如图图4-7-12所所示示，质质量量为为m的的木木块块在在推推力力F的的作作用用下下，在在水水平平地地面面上上做做匀匀速速直直线线运运动动。已已知知木木块块与与地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，F的的方方向向与与水水平平方方向向成成角角斜斜向向下下。那那么么木木块块受到的滑受到的滑动动摩擦力摩擦力为为下列各下列各值值中的哪个（中的哪个（）A.mgB.（mgFsin）C.（mg-Fsin）D.Fcos 答案：BD2021/8/11星期三23巩固练习巩固练习答案：0.272021/8/11星期三242021/8/11星期三25