用牛頓運(yùn)動定律解決問題(二)資料

（1）從受力確定運(yùn)動情況物體運(yùn)動情況運(yùn)動學(xué)公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況（2）從運(yùn)動情況確定受力物體運(yùn)動情況運(yùn)動學(xué)公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況第一頁，共53頁。4.7用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二）第四章牛頓運(yùn)動定律第二頁，共53頁。1、共點(diǎn)力的平衡條件2、超重和失重3、從動力學(xué)看自由落體運(yùn)動

本節(jié)導(dǎo)航第三頁，共53頁。1、共點(diǎn)力的平衡條件第四頁，共53頁。

共點(diǎn)力：物體所受各力的作用點(diǎn)在物體上的同一點(diǎn)或力的作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。CABOOF1F2F3GF1F2θ能簡化成質(zhì)點(diǎn)的物體受到的各個(gè)力可視為共點(diǎn)力

第五頁，共53頁。

平衡狀態(tài)：靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。

共點(diǎn)力的平衡條件：由牛頓第一定律和牛頓第二定律知：物體不受力或合力為零時(shí)將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)——平衡狀態(tài)。共點(diǎn)力下平衡的條件是合力等于零即:F合=0。第六頁，共53頁。物體平衡的兩種模型：FNGFFNGf

二力平衡的條件是兩個(gè)力大小相等、方向相反在同一條直線上。第七頁，共53頁。（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。

平行四邊形定則作出其中任意

兩個(gè)力的合力來代替這兩個(gè)力，從

而把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡。這

種方法稱為合成法。GF1F2F

研究物體平衡的基本思路和基本方法有兩種：第八頁，共53頁。（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)，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為四力平衡模型。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。GF1F2F1xF1y第九頁，共53頁。1.如圖所示，三角形支架O點(diǎn)下方掛一重物G=50N，已知θ=300，求輕桿OA,OB所受彈力。OGθBA解：力的分解法例題在理論力學(xué)中將固定雙杠視為鉸鏈連接第十頁，共53頁。用正交分解法得平衡方程:FB-FACosθ=0FASinθ-G=0解得:OGθBAFA第十一頁，共53頁。2.如圖所示,在傾角為θ的斜面上,放一重力為G的光滑小球,球被豎直擋板擋住不下滑,求：斜面和擋板對球的彈力大小。GF1F2Fθ

解：力的合成法：

對球受力分析：F=GF1=F/cosθ=G/cosθF2=Ftanθ=Gtanθ第十二頁，共53頁。力的分解法：對球受力分析：F1x=F1sinθF1y=F1cosθ=GF1=G/cosθF2=F1x=F1sinθ=Gsinθ/cosθ=GtanθGF2F1xF1y第十三頁，共53頁。

解：對物體受力分析,對繩子O點(diǎn)受力分析F=F1’=F1=GF2=F/cos600=2G

F3=Ftan6003.重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細(xì)繩懸掛處于靜止?fàn)顟B(tài),已知細(xì)繩OA處于水平,OB與豎直方向成60°角,求細(xì)繩OA、OB和OC張力的大小。CG600ABOF1OF1’F2F3F第十四頁，共53頁。GC600ABOF1OF1’F3F2F2xF2y4.重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細(xì)繩懸掛處于靜止?fàn)顟B(tài),已知細(xì)繩OA處于水平,OB與豎直方向成60°角,求細(xì)繩OA、OB和OC張力的大小。

解：分解法：物體受力

分析：F1=G對繩子O點(diǎn)受力

分析F2x=F2sin600

F2y=F2cos600第十五頁，共53頁。合成法：物體受力分析：F2y=F1’=GF3=F2xCG600ABOF1OF1’F3F2xF2y第十六頁，共53頁。2、超重和失重第十七頁，共53頁。生活中常說的“超重”、“失重”這個(gè)小伙子15歲，身高1.5米，質(zhì)量是100公斤，他“超重”了這輛汽車規(guī)定載重5噸，現(xiàn)在實(shí)際拉10噸，它“超重”了。第十八頁，共53頁。

神州五號加速升空階段,楊利偉要接受超重的考驗(yàn),到了太空要吃失重之苦。

第十九頁，共53頁。

“失重超重”都直接涉及到離我們遙遠(yuǎn)而神秘的航天業(yè)中，是否失重超重在我們?nèi)粘Ｉ钪须y以看到？

第二十頁，共53頁。

（1）如圖，人的質(zhì)量為m，當(dāng)電梯以加速度a加速上升時(shí)，人對地板的壓力N’是多大？vaGN/N例題第二十一頁，共53頁。

解：人為研究對象，人在升降機(jī)中受到兩個(gè)力作用：重力G和地板的支持力Ｎ由牛頓第二定律得N－mg=ma故：N=mg+ma，人受到的支持力N大于人受到的重力G。由牛頓第三定律得：壓力N’大于重力G。第二十二頁，共53頁。

1.超重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。知識要點(diǎn)第二十三頁，共53頁。

如圖，人的質(zhì)量為m，當(dāng)電梯以加速度a加速下降時(shí)，人對地板的壓力N’是多大？vaGN’N例題第二十四頁，共53頁。

解：人為研究對象，人在升降機(jī)中受到兩個(gè)力作用：重力G和地板的支持力Ｎ由牛頓第二定律得mg－N=ma故：N=mg-ma，人受到的支持力N小于人受到的重力G，由牛頓第三定律得：壓力N’小于重力G。第二十五頁，共53頁。

2.失重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。知識要點(diǎn)第二十六頁，共53頁。3.完全失重：當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g豎直加速下降時(shí)，物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀榱愕默F(xiàn)象。

4.視重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?/p>

（1）視重大于重力超重

（2）視重小于重力失重

（3）視重等于重力靜止或勻速狀態(tài)

（4）視重等于零完全失重第二十七頁，共53頁。丁丙乙甲mvamvamvamavN<G

失重N>G

超重N<G

失重N>G

超重GNGNGNGN向上減速運(yùn)動向上加速運(yùn)動向下加速運(yùn)動向下減速運(yùn)動

物體失重和超重的情況：總結(jié)第二十八頁，共53頁。a方向向上

——超重加速上升減速下降a方向向下——失重加速下降

減速上升第二十九頁，共53頁。

課堂練習(xí)1.在以4m/s2的加速度勻加速上升的電梯內(nèi)，分別用天平和彈簧秤稱量一個(gè)質(zhì)量10kg的物體(g取10m/s2)，則（）A．天平的示數(shù)為10kgB．天平的示數(shù)為14kgC．彈簧秤的示數(shù)為100ND．彈簧秤的示數(shù)為140N第三十頁，共53頁。2.如圖所示，在一升降機(jī)中，物體A置于斜面上，當(dāng)升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體A恰好靜止不動，若升降機(jī)以加速度g豎直向下做勻加速運(yùn)動時(shí)，以下關(guān)于物體受力的說法中正確的是（）第三十一頁，共53頁。A.物體仍然相對斜面靜止，物體所受的各個(gè)力不變。B.因物體處于失重狀態(tài)，物體不受任何力的作用。C.因物體處于失重狀態(tài)，所以物體所受重力變?yōu)榱?，其他力不變。D.物體處于失重狀態(tài)，除了受到的重力不變外，不受其他的力的作用第三十二頁，共53頁。3.金屬小筒的下部有一個(gè)小孔A,當(dāng)筒內(nèi)盛水時(shí)，水會從小孔中流出,如果讓裝滿水的小筒從高處自由下落,不計(jì)空氣阻力,則在小筒自由下落的過程中（）

A.水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出

B.

水不再從小孔中噴出

C.水將以較小的速度從小孔中噴出

D.水將以更大的速度從小孔中噴出第三十三頁，共53頁。3、從動力學(xué)看落體運(yùn)動第三十四頁，共53頁。

（1）自由落體運(yùn)動定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動。

（2）自由落體加速度:F合=G=mg方向豎直向下Gv0=0自由落體運(yùn)動第三十五頁，共53頁。做自由落體運(yùn)動的兩個(gè)條件：

第一，物體是由靜止開始下落的，即運(yùn)動的初速度為0。

第二，運(yùn)動過程中只受重力的作用。Gv0=0第三十六頁，共53頁。

（1）豎直上拋運(yùn)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(yùn)動。

（2）豎直上拋運(yùn)動加速度F合

=G=mg方向豎直向下GV0豎直上拋運(yùn)動第三十七頁，共53頁。

（3）豎直上拋運(yùn)動研究方法：以向上方向?yàn)檎较?，豎直上拋運(yùn)動是一個(gè)加速度為－g的勻減速直線運(yùn)動。

（4）豎直上拋運(yùn)動規(guī)律公式Gv0第三十八頁，共53頁。1.以10m/s的速度從地面豎直向上拋出一個(gè)物體，空氣的阻力可以忽略，分別計(jì)算0.6s、1.6s后物體的位置（g取10m/s2）。

解：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移與時(shí)間的關(guān)系：初速度的方向與加速度的方向相反所以求得拋出0.6s后物體位于地面以上4.2m的位置，1.6s后位于地面以上3.2m的位置。第三十九頁，共53頁。2.從塔上以20m/s的初速度豎直向上拋一個(gè)石子，不考慮空氣阻力，求5s末石子速度和5s內(nèi)石子位移。(g=10m/s2)。

解：以向上方向?yàn)檎较颉0x正xvt第四十頁，共53頁。1.超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谥亓Φ默F(xiàn)象叫超重。

實(shí)質(zhì)：重力不變而對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┳兇蟆?/p>

2.失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谥亓Φ默F(xiàn)象叫失重。

實(shí)質(zhì)：重力不變而對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┳冃　?/p>

課堂小結(jié)第四十一頁，共53頁。牛頓第一定律牛頓第二定律a=F/m或F=ma牛頓第三定律

F=－F＇牛頓運(yùn)動定律指出了物體具有慣性。揭示了運(yùn)動和力的關(guān)系：

力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因定量地描述運(yùn)動和力的關(guān)系——大小關(guān)系、方向關(guān)系和瞬時(shí)關(guān)系，指出：

力是產(chǎn)生加速度的原因揭示力作用的相互性和對等性。指出：

力是物體間的相互作用第四十二頁，共53頁。3.完全失重：當(dāng)向下的加速度a=g時(shí)。

4.注意：不管是超重失重還是完全失重，重力始終沒有發(fā)生變化。

5.產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件:物體具有向上的加速度時(shí)，超重。物體具有向下的加速度時(shí)，失重。

6.超重、失重的實(shí)質(zhì):物體處于超重與失重狀態(tài)時(shí)，其重力并沒改變，只是它對支持物的壓力（或懸掛物的拉力）變大或變小。第四十三頁，共53頁。1.（08,寧夏）一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動，小球通過細(xì)繩與車頂相連。小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài)。設(shè)斜面對小球的支持力為N，細(xì)繩對小球的拉力為T，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說法正確的是（）

高考鏈接第四十四頁，共53頁。A．若小車向左運(yùn)動，N可能為零

B．若小車向左運(yùn)動，T可能為零

C．若小車向右運(yùn)動，N不可能為零

D．若小車向右運(yùn)動，T不可能為零

第四十五頁，共53頁。2.如圖，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是（）第四十六頁，共53頁。A．向右做加速運(yùn)動

B．向右做減速運(yùn)動

C．向左做加速運(yùn)動

D．向左做減速運(yùn)動第四十七頁，共53頁。1.升降機(jī)里靜置一彈簧測力計(jì),掛一質(zhì)量m=10kg的物體,當(dāng)升降機(jī)以a=2.0m/s2的加速度豎直上升時(shí),彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為_______N,當(dāng)升降機(jī)以a=2.0m/s2的加速度減速上升時(shí),彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為_______N。(g取10m/s2)

課堂練習(xí)12080第四十八頁，共53頁。2.一段輕繩所承受的最大拉力為36N,如果這一輕繩下端系一質(zhì)量為2kg的物體,并使其勻加速豎直上升,則物體在4s內(nèi)速度的改變量不能超過_______.(g=10m/s2)

32m=2kgFmax=36Nv=?第四