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問題 3 能解答以自由落體運動為基礎的豎直方向上的運動學問題 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 經常用三角形的結構懸掛 圖為這類結構的一種簡化模型 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 失重超重在我們日常生活中能否看到 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 設人的質量為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 設人的質量為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 物體對支持物的壓力 或對懸掛物的拉力 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 物體對支持物的壓力 或對懸掛物的拉力 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 結論 當加速度方向向上時 物體發(fā)生超重現(xiàn)象 當加速度方向向下時 物體發(fā)生失重現(xiàn)象 當物體處于失重狀態(tài) 且a g時會發(fā)生什么現(xiàn)象 物體對支持物的壓力 或對懸掛物的拉力 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 物體的重力與運動狀態(tài)無關 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 用天平測物體的質量C 用溫度計測艙內的溫度D 用水銀氣壓計測艙內氣體的壓強 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 三 從動力學看自由落體運動 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 當升降機加速上升時 游客是處在失重狀態(tài)B 當升降機減速下降時 游客是處在超重狀態(tài)C 當升降機減速上升時 游客是處在失重狀態(tài)D 當升降機加速下降時 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