（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習 主題二 相互作用與運動定律 2.2.7用牛頓運動定律解決問題（二）課件 新人教版.ppt

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1、2.2.7用牛頓運動定律解決問題(二),一、共點力的平衡條件 1.平衡狀態(tài)：一個物體在力的作用下保持_______或_______ _______狀態(tài)。 2.平衡條件：F合0。 思維拓展,如圖1所示：,圖1,靜止,勻速直,線運動,(1)著名景點黃山飛來石獨自靜止于懸崖之上，它受哪些力作用？這些力大小、方向有何關(guān)系？它們的合力有何特點？ (2)高鐵在水平軌道上勻速前進，它受哪些力作用？這些力大小、方向有何關(guān)系？它們的合力有何特點？ (3)圖中的兩個物體的運動狀態(tài)在物理上叫做什么狀態(tài)？ 提示(1)受重力和支持力、重力豎直向下、支持力豎直向上、二力等大、反向，合力為零。 (2)受重力、支持力、牽引力

2、、阻力四個力，重力與支持力等大、反向，牽引力與阻力等大、反向，合力為零。 (3)平衡狀態(tài)。,二、超重和失重 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：物體具有豎直_______的加速度。,大于,向上,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。 (2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直________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?為零的狀態(tài)。 (2)產(chǎn)生條件：ag，方向___________。,小于,向下,豎直向下,思考判斷,(1)超重就是

3、物體受到的重力增加了。( ) (2)完全失重就是物體不受重力了。( ) (3)超重和失重可根據(jù)物體速度方向判定。( ) (4)超重和失重可根據(jù)物體的加速度方向判定。( ),,,,,三、從動力學看自由落體運動 1.自由落體運動,(1)受力情況：運動過程中只受_______作用，且所受重力恒定不變，所以物體的_________恒定。 (2)運動情況：初速度為_____的豎直向下的__________直線運動。,重力,加速度,0,勻加速,2.豎直上拋運動,(1)受力情況：只受_______作用，加速度為_____________。 (2)運動情況：上升階段為____________運動，

4、下降階段為___________運動，整個過程是勻變速直線運動。 (3)基本公式。 速度公式：v _________。 位移與時間的關(guān)系：x___________。 速度與位移之間的關(guān)系：v2v _______。,重力,重力加速度,勻減速直線,自由落體,v0gt,2gx,思維拓展,(1)物體做自由落體運動需要滿足哪些條件？ (2)自由落體和豎直上拋運動的加速度為什么不變？ 提示(1)兩個條件：第一，物體由靜止開始下落。第二，運動中只受重力的作用。 (2)物體只受重力，由mgma得ag，加速度不變。,共點力的平衡問題,要點歸納 1.兩種平衡情形,(1)物體在共點力作用下處于靜止狀態(tài)。 (2)物體

5、在共點力作用下處于勻速直線運動狀態(tài)。,2.平衡條件的表達式,3.由平衡條件得出的三個結(jié)論,4.共點力平衡問題的常見處理方法,(1)力的合成、分解法：對于三力平衡問題，一般可根據(jù)“任意兩個力的合成與第三個力等大、反向”的關(guān)系，即利用平衡條件的“等值、反向”原理解答。 (2)三角形法。 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(yīng)三個力，再利用幾何知識求解。 三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，這種方法用來討論動態(tài)平衡問題較為方便。 (3)正交分解法：處于平衡狀態(tài)的物體的三個力不能構(gòu)成直角三角形或受力多于三個力時，可將各力分別分解到x軸上和y軸上，運用兩

6、坐標軸上的合力都等于零來求解。,5.動態(tài)平衡問題的分析方法,(1)動態(tài)平衡問題的特點：通過控制某一物理量，使其他物理量發(fā)生緩慢變化，而變化過程中的任何一個狀態(tài)都看成是平衡狀態(tài)。 (2)處理動態(tài)平衡問題常用的方法 解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，建立平衡方程，求出應(yīng)變量與自變量的一般函數(shù)式，然后依據(jù)自變量的變化確定應(yīng)變量的變化(也叫代數(shù)法)。 圖解法：就是對研究對象進行受力分析，根據(jù)力的平行四邊形定則畫出不同狀態(tài)時的力的矢量圖(畫在同一個圖中)，然后依據(jù)有向線段(表示力)的變化判斷各個力的變化情況。,精典示例 例1 在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在A點，足球與墻壁的接觸點為B，如圖2所示。

7、足球的質(zhì)量為m，懸繩與墻壁的夾角為，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計，求懸繩對球的拉力和墻壁對球的支持力的大小。,思路點撥(1)全面分析球的受力，作出受力分析圖 (2)根據(jù)平衡條件，選合適的方法、列平衡方程,圖2,方法總結(jié) 應(yīng)用共點力的平衡條件解題的一般步驟,(1)確定研究對象：即在弄清題意的基礎(chǔ)上，明確以哪一個物體(或結(jié)點)作為解題的研究對象。 (2)分析研究對象的受力情況：全面分析研究對象的受力情況，找出作用在研究對象上的所有外力，并作出受力分析圖，如果物體與別的接觸物體間有相對運動(或相對運動趨勢)時，在圖上標出相對運動的方向，以判斷摩擦力的方向。 (3)判斷研究對象是否處于平衡狀態(tài)。 (4)應(yīng)用共點力的

8、平衡條件，選擇適當?shù)姆椒?，列平衡方程?(5)求解方程，并根據(jù)情況，對結(jié)果加以說明或必要的討論。,針對訓練1 如圖3所示，一物塊置于水平地面上。當用與水平方向成60角的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30角的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動。若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為(),圖3,答案B,例2 (2018南通高一檢測)如圖4是用來粉刷墻壁的涂料滾的示意圖。使用時，用撐竿推著涂料滾沿著墻壁上下滾動，把涂料均勻地粉刷到墻壁上。撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計，而且撐竿足夠長。粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾，使撐竿與墻壁間的夾角越來越小。該

9、過程中撐竿對涂料滾的推力為F1，涂料滾對墻壁的壓力為F2，下列說法正確的是 (),A.F1、F2均減小 B.F1、F2均增大 C.F1減小，F(xiàn)2增大 D.F1增大，F(xiàn)2減小,圖4,思路探究 (1)題中“緩緩上推”隱含什么含義？ (2)涂料滾受幾個力作用？各有何特點？ 提示(1)“緩緩”表明推得很慢，可以認為涂料滾在每一個位置都處于平衡狀態(tài)。 (2)受重力和墻壁及撐竿對它的支持力三個力作用。其中重力不變，墻壁的支持力的方向不變、大小改變，撐竿的支持力的大小、方向都改變。,答案A,方法總結(jié) 圖解法的應(yīng)用,(1)在合力與兩分力構(gòu)成的三角形中，一個是恒力，大小、方向均不變；另兩個是變力，其中一個是方向

10、不變的力，另一個是大小、方向均改變的力。 (2)分析方向變化的力在哪個空間內(nèi)變化，借助力的矢量三角形，利用圖解法判斷兩個變力大小、方向的變化。 (3)由圖解可知，當大小、方向都可變的分力(設(shè)為F1)與方向不變、大小可變的分力垂直時，F(xiàn)1有最小值。,針對訓練2 如圖5所示，在傾角為的光滑斜面上有一光滑擋板A，在擋板和斜面之間夾一質(zhì)量為m的重球B，開始板A處于豎直位置，現(xiàn)使其下端繞O沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，分析重球B對斜面和對擋板壓力的變化情況是(),A.對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力也逐漸減小 B.對斜面的壓力逐漸變大，對擋板的壓力則逐漸減小 C.對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先變

11、小后變大 D.對斜面的壓力逐漸減小，對擋板的壓力先變大后變小,圖5,解析分析球的受力，受到重力mg、擋板對球的彈力FA及斜面對球的支持力FB，如圖所示，球處于靜止，彈力FA與FB的合力F大小等于重力大小，方向豎直向上，F(xiàn)A、FB、F構(gòu)成一平行四邊形。 當擋板端繞O沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，,可以看出表示彈力FA的邊的長度先變小后變大，即表示彈力FA先變小后變大；表示支持力FB的邊的長度是一直變短，即說明FB一直變小。由牛頓第三定律可知，球?qū)醢宓膲毫ο茸冃『笞兇?，對斜面的壓力逐漸減小。選項C正確。 答案C,對超重和失重現(xiàn)象的理解,要點歸納 1.視重,當將物體掛在彈簧測力計下或放在水

12、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。,2.超重、失重的分析,3.判斷超重、失重狀態(tài)的方法,(1)從受力的角度判斷：當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。 (2)從加速度的角度判斷：當物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)。 (3)方法口訣：超重與失重，全由a的方向定，向上為超重，向下為失重。,精典示例 例3 質(zhì)量為60 kg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

13、什么狀態(tài)？(g取10 m/s2),(1)升降機勻速上升； (2)升降機以3 m/s2的加速度加速上升； (3)升降機以4 m/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FNG0，所以人受到的支持力FNGmg600 N。 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600 N，處于平衡狀態(tài)。,(2)當升降機以3 m/s2的加速度加速上升時，由牛頓第二定律得FNGma，F(xiàn)NmaGm(ga)780 N。 由牛頓第三定律得，此時體重計的示數(shù)為780 N，大于人的重力，人處于超重狀態(tài)。 (3)當升降機以4 m/s2

14、的加速度加速下降時，由牛頓第二定律得GFNma，F(xiàn)NGmam(ga)360 N， 由牛頓第三定律得此時體重計的示數(shù)為360 N，小于人的重力600 N，人處于失重狀態(tài)。 答案(1)600 N平衡狀態(tài)(2)780 N超重狀態(tài) (3)360 N失重狀態(tài),誤區(qū)警示,(1)超重與失重現(xiàn)象僅僅是一種表象，只是拉力(或壓力)的增大或減小，物體的重力大小是不變的。 (2)物體處于超重狀態(tài)時，不一定是向上加速運動，也可能是向下減速運動；同理，物體處于失重狀態(tài)時，不一定是向下加速運動，也可能是向上減速運動。,針對訓練3 (多選)在升降機中，一個人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，于是他作出下列判斷，其中正

15、確的是(),A.升降機以0.8g的加速度加速上升 B.升降機以0.2g的加速度加速下降 C.升降機以0.2g的加速度減速上升 D.升降機以0.8g的加速度減速下降,解析人處于失重狀態(tài)，其加速度方向豎直向下，可能是加速下降，也可能是減速上升，人從秤上讀出自己的體重即為視重F，由牛頓第二定律有mgFma，故Fm(ga)(120%)mg，解得a0.2g，即升降機以0.2g的加速度加速下降或減速上升。 答案BC,從動力學看拋體運動,要點歸納 1.運動性質(zhì)：對自由落體運動，物體只受重力，下落的加速度為g。對豎直上拋運動，先做豎直向上的勻減速運動，上升到最高點后，又開始做自由落體運動，整個過程中加速度始終

16、為g。 2.豎直上拋運動的重要特性,作出豎直上拋運動的過程圖，如圖所示。,(1)對稱性 時間對稱性：對同一段距離，上升過程和下降過程時間相等，tABtBA，tOCtCO。 速度對稱性：上升過程和下降過程通過同一點時速度大小相等，方向相反，vBvB，vAvA。 (2)多解性 通過某一點對應(yīng)兩個時刻，即：物體可能處于上升階段，也可能處于下降階段。,3.豎直上拋運動的幾個典型關(guān)系,精典示例 例4 一個以40 m/s勻速豎直上升的氫氣球，在某時刻從氣球上掉下一個重物，已知重物掉下時距離地面的高度為100 m，此重物從氫氣球上掉下來后，要經(jīng)過多長時間返回地面？(g10 m/s2),答案10 s,方法總結(jié)

17、 豎直上拋問題的處理方法,針對訓練4 (多選)以35 m/s的初速度豎直向上拋出一個小球。不計空氣阻力，g10 m/s2，以下判斷正確的是 (),A.小球到達最大高度時的速度為0 B.小球到達最大高度時的加速度為0 C.小球上升的最大高度為61.25 m D.小球上升階段所用的時間為3.5 s,答案ACD,1.在下圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是(),解析物體處于平衡狀態(tài)是指物體保持靜止(F合0，v0)或勻速直線運動狀態(tài)(F合0，a0，v不變)，可判斷只有C正確。 答案C,2.下列關(guān)于超重與失重的說法中，正確的是 (),A.超重就是物體的重力增加了 B.失重就是物體的重力減少了 C.完全失重就

18、是物體的重力沒有了 D.不論是超重、失重，還是完全失重，物體所受的重力是不變的,解析超重是物體對接觸面的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w的真實重力，物體的重力并沒有增加，所以A錯誤；失重是物體對接觸面的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谖矬w的真實重力，物體的重力并沒有減少，所以B錯誤；完全失重是說物體對接觸面的壓力或?qū)覓煳锏睦榱愕臅r候，此時物體的重力也不變，所以C錯誤；不論是超重、失重，還是完全失重，物體所受的重力是不變的，只是對接觸面的壓力或?qū)覓煳锏睦Σ缓椭亓ο嗟攘?，所以D正確。 答案D,3.如圖6所示，A、B兩人用安全帶連接在一起，從飛機上跳下進行雙人跳傘運動，降落傘未打開時不計空氣阻力。下列

19、說法正確的是(),A.在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力一定為零 B.在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力大于B的重力 C.在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力等于B的重力 D.在降落傘打開后減速下降過程中，安全帶的作用力小于B的重力,圖6,解析據(jù)題意，降落傘未打開時，A、B兩人只受重力作用，豎直方向一起做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)，則A、B之間安全帶的作用力為0，A正確，B、C錯誤；降落傘打開后，A、B減速下降，加速度向上，則A、B處于超重狀態(tài)，對B有：FTmgma，即FTmgmamg，故D錯誤。 答案A,4.(多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t

20、變化的圖線如圖7所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力(),圖7 A.t2 s時最大 B.t2 s時最小 C.t8.5 s時最大 D.t8.5 s時最小,解析當電梯有向上的加速度時，人處于超重狀態(tài)，人對地板的壓力大于重力，向上的加速度越大，壓力越大，因此t2 s時，壓力最大，A項正確；當有向下的加速度時，人處于失重狀態(tài)，人對地板的壓力小于人的重力，向下的加速度越大，壓力越小，因此t8.5 s 時壓力最小，D項正確。 答案AD,超重、失重記憶口訣 FN、FT等力是視重，m、g乘積是實重； 超重失重看視重，其中不變是實重； 加速上升是超重，減速下降也超重； 失重加降減升定，完全失重視重零。,