高中物理復習課件第1部分 第4章 第7節(jié)《用牛頓運動定律解決問題（二）》（新）ppt
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,歡迎進入物理課堂,第四章牛頓運動定律,,,理解教材新知,把握熱點考向,應用創(chuàng)新演練,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎鞏固,,,,,課時跟蹤訓練,,第7節(jié)用牛頓運動定律解決問題（二）,,,知識點一,,知識點二,1．如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，則這個物體就處于平衡狀態(tài)。2．在共點力作用下物體的平衡條件是合力為0。3．物體對支持物的壓力(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．平衡條件在共點力作用下，物體的平衡條件是。,靜止,勻速直線運動,合力為0,[重點詮釋],1．對靜止狀態(tài)的理解靜止與速度v＝0不是一回事。物體保持靜止狀態(tài)，說明v＝0，a＝0，兩者同時成立。若僅是v＝0，a≠0，如自由下落開始時刻的物體，并非處于平衡狀態(tài)。2．平衡狀態(tài)與運動狀態(tài)的關系平衡狀態(tài)是運動狀態(tài)的一種，平衡狀態(tài)是指物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。,4．共點力平衡的幾種常見類型(1)物體受兩個力平衡時，這兩個力等大反向，是一對平衡力。(2)物體受三個力平衡時，任意兩個力的合力與第三個力等大反向。(3)物體受三個以上的力平衡時，其中任意一個力與另外幾個力的合力等大反向。,5．解題方法處理共點力的平衡問題時正確的受力分析是關鍵。當物體受三個力(不平行)而平衡時，這三個力一定是共點力，常用以下兩種方法處理問題：(1)三角形法：①根據(jù)平衡條件，任兩個力的合力與第三個力等大反向，把三個力放于同一個三角形中，三條邊對應三個力，再利用幾何知識求解。②三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，這種方法一般用來討論動態(tài)平衡問題較為方便。,[特別提醒]物體受多個力平衡時，我們可以通過求出其中幾個力的合力，將多個力的平衡問題轉(zhuǎn)化為二力平衡或三力平衡問題。,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D．做自由落體運動的物體在剛開始下落的瞬間,解析：在共點力作用下處于平衡狀態(tài)的物體，必然同時具備兩個特點：從運動狀態(tài)來說，物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)，加速度為零；從受力情況來說，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)運動狀態(tài)看運動狀態(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都處于平衡狀態(tài)。而做自由落體運動的物體在剛開始下落時，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：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象。,[自學教材],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,[重點詮釋],1．視重當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。超重與失重不是重力本身變了，而是物體對豎直懸繩的拉力或?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，小丁同學站在正以加速度5m/s2上升的升降機中最多能舉起的重物為()A.40kgB.30kgC.60kgD.50kg解析：升降機以加速度為5m/s2勻加速上升，重物在豎直方向有加速度，會出現(xiàn)超重現(xiàn)象，可知C錯；在地面上最多能舉起60kg的重物，可知小丁對重物豎直方向的最大作用力F＝600N，對重物應用牛頓第二定律有F－m1g＝m1a，解得m1＝40kg。答案：A,[例1]在科學研究中，可以用風力儀直接測量風力的大小，其原理如圖4－7－1所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個金屬球。無風時，金屬絲豎直下垂；當受到沿水平方向吹來的風時，金屬絲偏離豎直方向一個角度。風力越大，偏角越大。通過傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風力。那么風力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間有什么樣的關系呢？,圖4－7－1,[解析]取金屬球為研究對象，有風時，它受到三個力的作用：重力mg、水平方向的風力F和金屬絲的拉力FT，如圖所示。這三個力是共點力，在這三個共點力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，則這三個力的合力為零。根據(jù)任意兩力的合力與第三個力等大反向求解，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。,[思路點撥]金屬球處于三力平衡狀態(tài)，可以應用分解法，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作用效果：使金屬球抵抗風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行分解，如圖乙所示，由幾何關系可得F＝F′＝mgtanθ法三：正交分解法以金屬球為坐標原點，取水平方向為x軸，豎直方向為y軸，建立坐標系，如圖丙所示。由水平方向的合力F合x和豎直方向的合力F合y分別等于零，即,F合x＝FTsinθ－F＝0F合y＝FTcosθ－mg＝0解得F＝mgtanθ由所得結(jié)果可見，當金屬球的質(zhì)量m一定時，風力F只跟偏角θ有關。因此，偏角θ的大小就可以指示出風力的大小。[答案]F＝mgtanθ,對于共點力作用下物體的平衡問題的求解可以采取多種方法，一般情況下，物體受三力平衡時多采用合成法或分解法。物體受三個以上的力平衡時，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，當用水平力F＝20N推物體時，物體沿斜面勻速上滑，若α＝30，求物體與斜面間的動摩擦因數(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的人站在升降機中的體重計上，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？處于什么狀態(tài)？(g＝10m/s2)(1)升降機勻速上升；(2)升降機以3m/s2的加速度加速上升；(3)升降機以4m/s2的加速度加速下降。,[解析]人站在升降機中的體重計上，受力情況如圖所示。(1)當升降機勻速上升時，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，人對體重計的壓力就等于體重計的示數(shù)，即600N。處于平衡狀態(tài)。,(2)當升降機以3m/s2的加速度加速上升時，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，此時體重計的示數(shù)為780N，大于人的重力，人處于超重狀態(tài)。,(3)當升降機以4m/s2的加速度加速下降時，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，此時體重計的示數(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，一般以a方向為正方向，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，其關鍵是看加速度的方向，而不是運動方向。,［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?，F(xiàn)釋放a、b后，它們沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動，這時楔形木塊對桌面的壓力FN的大小為()A．FN>Mg＋2mgB．FN
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