高中物理復(fù)習(xí)課件第1部分 第4章 第7節(jié)《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）》（新）ppt
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,第7節(jié)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）,,,知識(shí)點(diǎn)一,,知識(shí)點(diǎn)二,1．如果一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則這個(gè)物體就處于平衡狀態(tài)。2．在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。3．物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象，叫超重。4．物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象，叫失重。,[自學(xué)教材],1．平衡狀態(tài)物體在力的作用下保持或的狀態(tài)。2．平衡條件在共點(diǎn)力作用下，物體的平衡條件是。,靜止,勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),合力為0,[重點(diǎn)詮釋],1．對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的理解靜止與速度v＝0不是一回事。物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明v＝0，a＝0，兩者同時(shí)成立。若僅是v＝0，a≠0，如自由下落開(kāi)始時(shí)刻的物體，并非處于平衡狀態(tài)。2．平衡狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系平衡狀態(tài)是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種，平衡狀態(tài)是指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,4．共點(diǎn)力平衡的幾種常見(jiàn)類(lèi)型(1)物體受兩個(gè)力平衡時(shí)，這兩個(gè)力等大反向，是一對(duì)平衡力。(2)物體受三個(gè)力平衡時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向。(3)物體受三個(gè)以上的力平衡時(shí)，其中任意一個(gè)力與另外幾個(gè)力的合力等大反向。,5．解題方法處理共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題時(shí)正確的受力分析是關(guān)鍵。當(dāng)物體受三個(gè)力(不平行)而平衡時(shí)，這三個(gè)力一定是共點(diǎn)力，常用以下兩種方法處理問(wèn)題：(1)三角形法：①根據(jù)平衡條件，任兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，把三個(gè)力放于同一個(gè)三角形中，三條邊對(duì)應(yīng)三個(gè)力，再利用幾何知識(shí)求解。②三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，這種方法一般用來(lái)討論動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題較為方便。,[特別提醒]物體受多個(gè)力平衡時(shí)，我們可以通過(guò)求出其中幾個(gè)力的合力，將多個(gè)力的平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡或三力平衡問(wèn)題。,1．下列物體中不處于平衡狀態(tài)的是()A．靜止在粗糙斜面上的物體B．沿粗糙斜面勻速下滑的物體C．在平直路面上勻速行駛的汽車(chē)D．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開(kāi)始下落的瞬間,解析：在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)的物體，必然同時(shí)具備兩個(gè)特點(diǎn)：從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速度為零；從受力情況來(lái)說(shuō)，合力為零。因此，判斷物體是否處于平衡狀態(tài)可以有兩種方法：一種是根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)看運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不是不變，加速度是不是為零；另一種是根據(jù)物體的受力情況，看合力是不是為零。顯然，靜止在粗糙斜面上或沿粗糙斜面勻速下滑的物體和勻速行駛的汽車(chē)都處于平衡狀態(tài)。而做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開(kāi)始下落時(shí)，盡管速度v＝0，但加速度a＝g≠0，合力F＝G≠0，不處于平衡狀態(tài)，故選D。答案：D,1．超重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體具有的加速度。2．失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象。,[自學(xué)教材],大于,小于,向上,(2)產(chǎn)生條件：物體具有的加速度。(3)完全失重①定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?的狀態(tài)。②產(chǎn)生條件：a＝，方向。,向下,等于零,豎直向下,g,[重點(diǎn)詮釋],1．視重當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱(chēng)為“視重”，大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力。超重與失重不是重力本身變了，而是物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Πl(fā)生了變化，即“視重”變化了。若彈力大于重力是超重，反之是失重。,2．超重、失重的分析,[特別提醒](1)從牛頓第二定律可以知道，加速度方向是超、失重判斷的關(guān)鍵，若加速度方向向上(包括斜向上)，物體處于超重狀態(tài)；若加速度方向向下(包括斜向下)，物體處于失重狀態(tài)。(2)物體處于超重狀態(tài)，它的加速度不一定豎直向上，但加速度一定有豎直向上的分量；同理處于失重狀態(tài)的物體，其加速度方向不一定豎直向下，但一定有豎直向下的分量。,2．小丁同學(xué)在地面上最多能舉起60kg的重物，重力加速度g＝10m/s2，小丁同學(xué)站在正以加速度5m/s2上升的升降機(jī)中最多能舉起的重物為()A.40kgB.30kgC.60kgD.50kg解析：升降機(jī)以加速度為5m/s2勻加速上升，重物在豎直方向有加速度，會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，可知C錯(cuò)；在地面上最多能舉起60kg的重物，可知小丁對(duì)重物豎直方向的最大作用力F＝600N，對(duì)重物應(yīng)用牛頓第二定律有F－m1g＝m1a，解得m1＝40kg。答案：A,[例1]在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖4－7－1所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球。無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度。風(fēng)力越大，偏角越大。通過(guò)傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力。那么風(fēng)力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間有什么樣的關(guān)系呢？,圖4－7－1,[解析]取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到三個(gè)力的作用：重力mg、水平方向的風(fēng)力F和金屬絲的拉力FT，如圖所示。這三個(gè)力是共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力的合力為零。根據(jù)任意兩力的合力與第三個(gè)力等大反向求解，可以根據(jù)力的三角形定則求解，也可以用正交分解法求解。,[思路點(diǎn)撥]金屬球處于三力平衡狀態(tài)，可以應(yīng)用分解法，合成法和正交分解法求解。,法一：力的合成法如圖甲所示，風(fēng)力F和拉力FT的合力與重力等大反向，由平行四邊形定則可得F＝mgtanθ,法二：力的分解法重力有兩個(gè)作用效果：使金屬球抵抗風(fēng)的吹力和使金屬絲拉緊，所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進(jìn)行分解，如圖乙所示，由幾何關(guān)系可得F＝F′＝mgtanθ法三：正交分解法以金屬球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，建立坐標(biāo)系，如圖丙所示。由水平方向的合力F合x(chóng)和豎直方向的合力F合y分別等于零，即,F合x(chóng)＝FTsinθ－F＝0F合y＝FTcosθ－mg＝0解得F＝mgtanθ由所得結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)金屬球的質(zhì)量m一定時(shí)，風(fēng)力F只跟偏角θ有關(guān)。因此，偏角θ的大小就可以指示出風(fēng)力的大小。[答案]F＝mgtanθ,對(duì)于共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題的求解可以采取多種方法，一般情況下，物體受三力平衡時(shí)多采用合成法或分解法。物體受三個(gè)以上的力平衡時(shí)，多采用正交分解。,［借題發(fā)揮］,1．在固定的斜面上有一質(zhì)量為m＝2kg的物體，如圖4－7－2所示，當(dāng)用水平力F＝20N推物體時(shí)，物體沿斜面勻速上滑，若α＝30，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2),圖4－7－2,解析：對(duì)物體受力分析如圖所示，由平衡條件得：,答案：0.27,[例2]質(zhì)量為60kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？處于什么狀態(tài)？(g＝10m/s2)(1)升降機(jī)勻速上升；(2)升降機(jī)以3m/s2的加速度加速上升；(3)升降機(jī)以4m/s2的加速度加速下降。,[解析]人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，受力情況如圖所示。(1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，由牛頓第二定律得：F合＝FN－G＝0，所以人受到的支持力FN＝G＝mg＝600N。根據(jù)牛頓第三定律得，人對(duì)體重計(jì)的壓力就等于體重計(jì)的示數(shù)，即600N。處于平衡狀態(tài)。,(2)當(dāng)升降機(jī)以3m/s2的加速度加速上升時(shí)，由牛頓第二定律得：FN－G＝ma，F(xiàn)N＝ma＋G＝m(g＋a)＝780N。由牛頓第三定律得，此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)為780N，大于人的重力，人處于超重狀態(tài)。,(3)當(dāng)升降機(jī)以4m/s2的加速度加速下降時(shí)，由牛頓第二定律得：G－FN＝ma，F(xiàn)N＝G－ma＝m(g－a)＝360N，由牛頓第三定律得，此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)為360N，小于人的重力600N，人處于失重狀態(tài)。[答案](1)600N平衡狀態(tài)(2)780N超重狀態(tài)(3)360N失重狀態(tài),(1)利用牛頓第二定律列方程時(shí)，一般以a方向?yàn)檎较?，則加速度方向的力減去與加速度方向相反的力即為合力。(2)判斷超重、失重現(xiàn)象，其關(guān)鍵是看加速度的方向，而不是運(yùn)動(dòng)方向。,［借題發(fā)揮］,2．如圖4－7－3所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為θ，兩底角為α和β，a、b為光滑斜面上質(zhì)量均為m的小木塊。現(xiàn)釋放a、b后，它們沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動(dòng)，這時(shí)楔形木塊對(duì)桌面的壓力FN的大小為()A．FN>Mg＋2mgB．FN下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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