2018高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 4.7.1 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二） 第1課時(shí)1課件 新人教版必修1.ppt

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4 7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題 二 1 飛船中的物體怎么會(huì)飄起來 2 地面上會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象 1 知道什么是物體處于平衡狀態(tài) 知道在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 即合力為0 2 知道物理學(xué)中超重和失重現(xiàn)象的含義 能通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)它們進(jìn)行定量的分析 并能分析和說明一些簡(jiǎn)單的相關(guān)問題 3 能解答以自由落體運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的豎直方向上的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題 豎直上拋 豎直下拋等 重點(diǎn) 共點(diǎn)力的平衡條件 一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下 如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng) 我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài) 靜止與速度v 0是一回事嗎 豎直向上拋出一個(gè)物體 當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí) 速度為0 加速度為0嗎 或者說合外力為0嗎 注意 加速度為0時(shí)速度不一定為0 速度為0時(shí)加速度不一定為0 共點(diǎn)力的平衡條件 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) v 0 a 0 F合 0 共點(diǎn)力作用下的平衡條件 共點(diǎn)力作用下的平衡條件是什么呢 一 共點(diǎn)力的平衡條件1 平衡狀態(tài) 如果一個(gè)物體在力的作用下 保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài) 2 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為 3 平衡條件的四個(gè)推論 1 若物體在兩個(gè)力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài) 則這兩個(gè)力大小相等 方向相反 且作用在同一直線上 其合力為零 這就是初中學(xué)過的二力平衡 2 物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài) 任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大 反向 3 物體在n個(gè)非平行力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)時(shí) n個(gè)力必定共面共點(diǎn) 合力為零 稱為n個(gè)共點(diǎn)力的平衡 其中任意 n 1 個(gè)力的合力必定與第n個(gè)力等大 反向 作用在同一直線上 4 當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí) 沿任意方向物體的合力均為零 思考 研究共點(diǎn)力平衡的基本方法有哪些 4 研究物體平衡的基本思路和基本方法 1 合成法很多情況下物體受到三個(gè)力的作用而平衡 其中任意兩個(gè)力的合力必定跟第三個(gè)力等大反向 F 2 分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí) 也可以把其中一個(gè)力進(jìn)行分解 一般采用正交分解法 這種方法稱為分解法 當(dāng)物體受三個(gè)以上共點(diǎn)力平衡時(shí) 一般采用分解法 典例1 城市中的路燈 無軌電車的供電線路等 經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛 圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化模型 圖中硬桿OB可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng) 鋼索和硬桿的重量都可忽略 如果懸掛物的重量為G 角AOB等于 鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力和硬桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力各是多大 解析 神州五號(hào)加速升空階段 楊利偉要接受超重的考驗(yàn) 到了太空要吃失重之苦 物理中的 超重 失重 失重超重在我們?nèi)粘Ｉ钪心芊窨吹?視重 物體對(duì)懸掛物的拉力或者對(duì)支持物的壓力 實(shí)重 物體實(shí)際的重力 二 超重現(xiàn)象以一個(gè)站在升降機(jī)里的體重計(jì)上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為m 升降機(jī)以加速度a加速上升 分析 對(duì)人和升降機(jī)受力分析如圖F合 N GF合 N G ma故 N G ma人受到的支持力N大于人受到的重力G再由牛頓第三定律得 壓力N 大于重力G N 什么是超重 三 失重現(xiàn)象以站在升降機(jī)里的體重計(jì)上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為50kg 升降機(jī)以2m s2的加速度加速下降 g 10m s2 分析 對(duì)人和升降機(jī)受力分析如圖F合 G N由牛頓第二定律得F合 G N ma故 N mg ma 400N 500N人受到的支持力N小于人受到的重力G再由牛頓第三定律得 壓力N 小于重力G N 什么是失重 總結(jié) 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)象稱為失重現(xiàn)象 視重 實(shí)重 總結(jié) 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情況稱為超重現(xiàn)象 視重 實(shí)重 思考討論 什么情況下物體發(fā)生超重現(xiàn)象 什么情況下物體發(fā)生失重現(xiàn)象 向上 向上 向下 向下 向上 向下 向下 向上 超重 失重 超重 失重 結(jié)論 當(dāng)加速度方向向上時(shí) 物體發(fā)生超重現(xiàn)象 當(dāng)加速度方向向下時(shí) 物體發(fā)生失重現(xiàn)象 當(dāng)物體處于失重狀態(tài) 且a g時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?等于零的情況稱為完全失重現(xiàn)象 FN m g a 0 如 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng) 此時(shí)重力為零嗎 人造地球衛(wèi)星 宇宙飛船 航天飛機(jī)等航天器進(jìn)入軌道后 其中的人和物都處于完全失重狀態(tài) 強(qiáng)調(diào) 物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 不論物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài) 重力不變 G mg 典例2 下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中 不能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是 A 用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力B 用天平測(cè)物體的質(zhì)量C 用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度D 用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng) ABD 彈簧測(cè)力計(jì)無法測(cè)量物體的重力 但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小 處于完全失重狀態(tài)下 所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用 做自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)條件 第一 物體是由靜止開始下落的 即運(yùn)動(dòng)的初速度為0 第二 運(yùn)動(dòng)過程中只受重力的作用 三 從動(dòng)力學(xué)看落體運(yùn)動(dòng) 方向豎直向下 1 豎直上拋運(yùn)動(dòng)定義 物體以一定的初速度豎直向上拋出后只在重力作用下的運(yùn)動(dòng) 2 豎直上拋運(yùn)動(dòng)加速度F合 G mg 方向豎直向下 豎直上拋運(yùn)動(dòng) 3 豎直上拋運(yùn)動(dòng)研究方法 以向上方向?yàn)檎较?豎直上拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)加速度為 g的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 4 豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式 一 共點(diǎn)力的平衡條件 物體所受合力為0 二 超重和失重 物體具有豎直向上的加速度時(shí)為超重狀態(tài) 物體具有豎直向下的加速度時(shí)為失重狀態(tài) 超重還是失重由加速度方向決定 與速度方向無關(guān) 三 從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng) 1 如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式 A B兩點(diǎn)等高 O為結(jié)點(diǎn) 輕繩AO BO長度相等 拉力分別為FA FB 燈籠受到的重力為G 下列表述正確的是 A FA一定小于GB FA與FB大小相等C FA與FB是一對(duì)平衡力D FA與FB大小之和等于G B 2 多選 蹦極 是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng) 某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落 圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置 c是人所到達(dá)的最低點(diǎn) b是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置 人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中 AB A 在Pa段做自由落體運(yùn)動(dòng) 處于完全失重狀態(tài)B 在ab段繩的拉力小于人的重力 人處于失重狀態(tài)C 在bc段繩的拉力小于人的重力 人處于失重狀態(tài)D 在c點(diǎn) 人的速度為零 其加速度為零 3 多選 游樂園中 游客乘坐加速或減速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī) 可以體會(huì)超重或失重的感覺 下列描述正確的是 A 當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí) 游客是處在失重狀態(tài)B 當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí) 游客是處在超重狀態(tài)C 當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí) 游客是處在失重狀態(tài)D 當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí) 游客是處在超重狀態(tài) BC 4 某人在地面上最多能舉起60kg的物體 而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起8 kg的物體 求 1 此電梯的加速度多大 2 若電梯以此加速度上升 則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少 取g 10m s2 答案 2 5m s2 2 48kg 一條航行的船 總是把負(fù)重的痛苦藏在水下 而在前進(jìn)的歡樂中揚(yáng)波逐浪