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

4 7用牛頓運動定律解決問題 二 1 飛船中的物體怎么會飄起來 2 地面上會不會出現(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 能通過牛頓運動定律對它們進行定量的分析 并能分析和說明一些簡單的相關(guān)問題 3 能解答以自由落體運動為基礎(chǔ)的豎直方向上的運動學(xué)問題 豎直上拋 豎直下拋等 重點 共點力的平衡條件 一個物體在共點力作用下 如果保持靜止或者做勻速直線運動 我們就說這個物體處于平衡狀態(tài) 靜止與速度v 0是一回事嗎 豎直向上拋出一個物體 當(dāng)物體到達最高點時 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時速度不一定為0 速度為0時加速度不一定為0 共點力的平衡條件 靜止或勻速直線運動 v 0 a 0 F合 0 共點力作用下的平衡條件 共點力作用下的平衡條件是什么呢 一 共點力的平衡條件1 平衡狀態(tài) 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) 我們就說這個物體處于平衡狀態(tài) 2 共點力作用下物體的平衡條件是合力為 3 平衡條件的四個推論 1 若物體在兩個力同時作用下處于平衡狀態(tài) 則這兩個力大小相等 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 物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài) 任意兩個力的合力與第三個力等大 反向 3 物體在n個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)時 n個力必定共面共點 合力為零 稱為n個共點力的平衡 其中任意 n 1 個力的合力必定與第n個力等大 反向 作用在同一直線上 4 當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時 沿任意方向物體的合力均為零 思考 研究共點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力的作用而平衡 其中任意兩個力的合力必定跟第三個力等大反向 F 2 分解法物體受三個共點力平衡時 也可以把其中一個力進行分解 一般采用正交分解法 這種方法稱為分解法 當(dāng)物體受三個以上共點力平衡時 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)的一種簡化模型 圖中硬桿OB可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動 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O點的拉力和硬桿OB對O點的支持力各是多大 解析 神州五號加速升空階段 楊利偉要接受超重的考驗 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 物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力 實重 物體實際的重力 二 超重現(xiàn)象以一個站在升降機里的體重計上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為m 升降機以加速度a加速上升 分析 對人和升降機受力分析如圖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)象以站在升降機里的體重計上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為50kg 升降機以2m s2的加速度加速下降 g 10m s2 分析 對人和升降機受力分析如圖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 實重 總結(jié) 物體對支持物的壓力 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 物體發(fā)生超重現(xiàn)象 當(dāng)加速度方向向下時 物體發(fā)生失重現(xiàn)象 當(dāng)物體處于失重狀態(tài) 且a g時會發(fā)生什么現(xiàn)象 物體對支持物的壓力 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 自由落體運動和豎直上拋運動 此時重力為零嗎 人造地球衛(wèi)星 宇宙飛船 航天飛機等航天器進入軌道后 其中的人和物都處于完全失重狀態(tài) 強調(diào) 物體的重力與運動狀態(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 下列四個實驗中 不能在繞地球飛行的太空實驗艙中完成的是 A 用彈簧測力計測物體的重力B 用天平測物體的質(zhì)量C 用溫度計測艙內(nèi)的溫度D 用水銀氣壓計測艙內(nèi)氣體的壓強 ABD 彈簧測力計無法測量物體的重力 但仍能測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 做自由落體運動的兩個條件 第一 物體是由靜止開始下落的 即運動的初速度為0 第二 運動過程中只受重力的作用 三 從動力學(xué)看落體運動 方向豎直向下 1 豎直上拋運動定義 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動 2 豎直上拋運動加速度F合 G mg 方向豎直向下 豎直上拋運動 3 豎直上拋運動研究方法 以向上方向為正方向 豎直上拋運動是一個加速度為 g的勻減速直線運動 4 豎直上拋運動規(guī)律公式 一 共點力的平衡條件 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為超重狀態(tài) 物體具有豎直向下的加速度時為失重狀態(tài) 超重還是失重由加速度方向決定 與速度方向無關(guān) 三 從動力學(xué)看自由落體運動 1 如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式 A B兩點等高 O為結(jié)點 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是一對平衡力D FA與FB大小之和等于G B 2 多選 蹦極 是一項非常刺激的體育運動 某人身系彈性繩自高空P點自由下落 圖中a點是彈性繩的原長位置 c是人所到達的最低點 b是人靜止地懸吊著時的平衡位置 人在從P點落下到最低點c的過程中 AB A 在Pa段做自由落體運動 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 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動的升降機 可以體會超重或失重的感覺 下列描述正確的是 A 當(dāng)升降機加速上升時 游客是處在失重狀態(tài)B 當(dāng)升降機減速下降時 游客是處在超重狀態(tài)C 當(dāng)升降機減速上升時 游客是處在失重狀態(tài)D 當(dāng)升降機加速下降時 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 總是把負重的痛苦藏在水下 而在前進的歡樂中揚波逐浪