[名校联盟]湖南省隆回县第二中学高中物理人教版必修一47《用牛顿

第四章 牛顿运动定律 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)学科网

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隆回二中

李启洪

学习目标：1、理解共点力作用下物体平衡状态的 概念，能推导出共点力作用下物体 的平衡条件。 2、会用共点力平衡条件解决有关力的 平衡问题。 3、通过实验认识超重和失重现象，理 解产生超重、失重现象的条件和实质。 4、进一步熟练掌握应用牛顿运动定律 解决问题的方法和步骤。ks5u精品课件

共点力作用下物体的平衡条件

平衡状态：如果一个物体在力的作用下保 静止 匀速直线运动 状态， 持_______ 或___________ 我们就说这个物体处于平衡状态。 共点力作用下物体 的平衡； 分类： 一：________________ 有固定转动轴的物体 的平衡。 二：_________________学科网

共点力： 如果几个力有共同的作用点或它 们的延长线交于一点，那这几个 共点力 。 力叫做_______ks5u精品课件

共点力作用下物体的平衡条件 【定义】:在共点力作用下物体的平衡 合力为零 。 条件是__________

【牢记】:力的分解合成只适用于共点力。竖直上抛运动的物体到达最高点的 瞬间是否处于平衡状态？ 不是，尽管速度为0,但合力不为0,F合=mg,a=gks5u精品课件

超重和失重【定义】:物体对支持物的压力(或对悬 小于 物体所受的 挂物的拉力)_____ 失重 。 重力，这种现象叫做_____【定义】:物体对支持物的压力(或对悬 大于 挂物的拉力)_____物体所受的 超重 。 重力，这种现象叫做______

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完全失重⑥人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板 的压力又是多大？

mg-FN=ma=mg

所以FN=0

当电梯对人没有支持力时，人只受重力，加速度 自由落体运动 大小为g,做的是________________ 。 【定义】:如果物体正好以大小等于g方向 竖直向下的加速度做匀变速运 动，这时物体对支持物、悬挂 物完全没有作用力，好像完全 没有了重力作用，这种状态是 完全失重 。 ___________ks5u精品课件

问题：

1、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？ 为什么？D:\我的文档\国外趣味物理实验\4 (中国版) 高中物理实验教学大全(191个)\37失重.flv

2、发生超重和失重现象时，物体实际 受的重力是否发生了变化？重力不变ks5u精品课件

【牢记】1、超重和失重是一种物理现象。2、物体的重力与运动状态无关，不论物体 处于超重还是失重状态，重力不变。

3、规律： 竖直向上 物体具有________的加速度处于超重状态 竖直向下 的加速度处于失重状态 物体具有________ 加速度方向 决定，与 超重还是失重由___________ 速度方向 无关 __________ks5u精品课件

例1、城市中的路灯，无轨电车的供

电线路等，经 常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化 模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴 转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重 量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O点的拉力和杆 OB对O点的支持力各是多大？1、轻质细绳中的受力特点：两 端受力大小相等，内部张 力处处相等。 2、轻质直杆仅两端受力时 (杆处于平衡状态)的 特点：这两个力必然沿 杆的方向且大小相等。 3、节点O也是一理想化模型。F1 cos F 2 F1sin GA

F1 B θ F1X F3

F1Y F2 O

G F1 sin G F2 tan

G

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例2、举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金 项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使 杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺(或抓) 举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离来调 节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面 关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的 说法正确的是( C ) A.不变 B.减小 C.增大 D.不能确定

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例3、人站在电梯中，人的质量为m。①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？N

因为人是静止的所以合外力为0有： FN=mgG

再由牛三定律可求得对地板的 压力就是mg

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②人随电梯以加速度a匀加速上升，人对地板 的压力为多大？

以加速度a匀加速上升，因为加速， 所以加速度方向与速度同向，物 体是上升的，所以加速度方向也 是向上的。有

N

G

FN-mg=ma

FN=ma+mg>mgks5u精品课件

③人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的 压力又是多大？

以加速度a匀减速下降，因为减速， 所以加速度方向与速度反向，物体 是下降的，所以加速度方向是向上 的。有

N

G

FN-mg=ma

FN=ma+mg>mg

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④人随电梯以加速度a(a<g)匀加速下降，人对 地板的压力多大？

⑤人随电梯以加速度a(a<g)匀减速上升，人对 地板的压力为多大？

Mg-FN=ma

FN=mg-ma<mg

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延伸问题： 1、人随电梯能以加速度a(a>g)匀加速 下降吗？ 2、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？ 为什么？

3、发生超重和失重现象时，物体实际 受的重力是否发生了变化？ks5u精品课件

【例1】如图4-7-4所示，一定质量的物块用两根轻绳悬 在空中，其中绳OA固定不动，绳OB在竖直平面 内由水平方向向上转动，则在绳OB由水平转至竖 直的过程中，绳OB的张力的大小将( D ) A.一直变大 C.先变大后变小 图4-7-4 B.一直变小 D.先变小后变大

【解析】在绳OB转动的过程中 物块始终处于静止状态，所受合 力始终为零。如图4-7-5为绳OB 转动过程中结点的受力示意图， 从图中可知，绳OB的张力先变

小后变大。ks5u精品课件

图4-7-5