4-7.用牛顿运动定律解决问题(二)
第7节 用牛顿运动定律解决问题(二) 瞬时性问题
(练习)如图所示，物体甲、乙质量均为m。弹簧和悬线的质量可 以忽略不计。当悬线被烧断的瞬间，甲、乙的加速度数值应是 下列哪一种情况： A．甲是0，乙是g B．甲是g，乙是g C．甲是0，乙是0运动定律
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用牛顿运动定律解决问题(二)
——瞬时性问题
瞬时性问题：
(1)物体运动的加速度a与其所受的合外力 F有瞬时对应关 系. 每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，而与 这一瞬时之前或之后的力无关，不等于零的合外力作用 在物体上，物体立即产生加速度；若合外力的大小或方 向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变；若合外 力变为零，加速度也立即变为零 (物体运动的加速度可以 突变)。
如图，四个质量均为m的小球，分别用三条轻绳和一根轻弹 簧连接，处于平衡状态，现突然迅速剪断轻绳A1、B1，让小球 下落。在剪断轻绳的瞬间，设小球1、2、3、4的加速度分别用 a1、 a2 、a3 、a4表示，则他们那分别等于多少：
a1 a2 g a3 2g
FT ' 2mg
FT ' 2mg
瞬时性问题：
两类模型的区别：
1、绳和支撑面： 是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体，若剪断(或脱 离 ) 后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所 给的细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理。“突 变性”(外界条件发生变化时，力瞬间变化) 2、弹簧和橡皮筋： 当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时，由于物体具 有惯性，弹簧的长度不会发生突变，即形变恢复需要较长时间， 所以在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变，即此时弹 簧的弹力不突变。“渐变性”(外界条件发生变化，力逐渐变化)
❸．不可伸长：即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不 变，即绳子中的张力可以突变.
第四章 7 用牛顿运动定律解决问题(二)
7用牛顿运动定律解决问题(二)课后篇巩固提升基础巩固1.我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景如图所示。
宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是()A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力小于其重力D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力解析只要火箭或飞船的加速度竖直向上,宇航员就处于超重状态;加速度竖直向下,宇航员就处于失重状态,选项A、C、D错误,B正确。
答案B2.如图所示,物体M处于静止状态,三条细绳中的拉力之比F T1∶F T2∶F T3为()A.1∶2∶3B.1∶2∶C.5∶4∶3D.∶1∶1解析由题意得F T3=Mg,物体处于静止状态,合力为零,F T1=F T3cot 60°,F T2=。
即F T1∶F T2∶°F T3=1∶2∶,B正确。
答案B3.(多选)如图所示,氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ,在细绳被剪断的瞬间,气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计)()A.与原来绳子的拉力大小相等,方向相反B.沿风力方向,大小等于风力C.沿竖直方向向上,大小等于气球所受的浮力D.与原来绳子的拉力方向相反,大小等于风力与浮力的合力解析氢气球受到三个力的作用:竖直向上的浮力、风力、沿着绳子方向的拉力,三个力的合力为零,故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向;当把绳子剪断后,氢气球受到的风力和浮力和没剪断之前相等,所以两者的合力沿着绳子的反方向,故A、D正确,B、C错误。
答案AD4.滑板运动是一项非常刺激的水上运动。
研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力垂直于滑板面。
如图所示,运动员在水平牵引力作用下,滑板面与水平面之间的夹角θ=37°,滑板匀速运动,人和滑板的总质量为100 kg,忽略空气阻力,g取10 m/s2,则水平牵引力为(sin 37°=0.6)()A.1 250 NB.1 000 NC.750 ND.500 N解析把人与滑板看作一整体,对其受力分析知:F'=mg tan 37°=100×10×0.75=750 N,C正确。
必修教材1第三章第7课时教案：用牛顿运动定律解决问题(二)
§4－7用牛顿运动定律解决问题（二）超重与失重教学内容：超重与失重教学目标：1、知道什么是超重与失重现象，理解产生的条件；2、了解生活实际中超重和失重的例子；3、学会用超重和失重解释有关现象；教学方法：分析法、联系实践法教学难点：超重与失重现象分析教学过程：演示实验：找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手指按住洞，在里面装上水．移开手指，水就从洞中射出来．这是为什么？如果放开手，让罐子自由落下，在下落过程中，水会不会从洞中射出来？观察所发生的现象并分析。
一、超重和失重现象1、现象：升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的人质量是50kg，人对升降机地板的压力是多大？如果照图那样，人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？分析：人在升降机中受到两个力：重力G和地板的支持力F．升降机地板对人的支持力和人对升降机地板的压力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出前者就可以知道后者．人在G和F的合力作用下，以0.5m/s2的加速度竖直向上运动．取竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律得F-G=ma 由此可得F=G+ma=m(g+a)代入数值得F=515N根据牛顿第三定律，人对地板的压力的大小也是515N，方向与地板对人的支持力的方向相反，即竖直向下．测力计的示数表示的是测力计受到的压力，所以测力计的示数就是515N．此读数大于物体的重力。
→超重现象讨论：如果此升降机以0.5m/s2的加速度匀加速度下降，则示数又是多大？分析：G-F=ma 得F=mg-ma=m(g-a)=465N此读数小于物体重力。
→失重现象2、超重与失重：超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。
完全失重现象：当物体对支持面的压力(或拉力)等于零时的状态，叫做完全失重现象。
人教版高一物理必修1 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)无答案
4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） :1、知道力的平衡的概念，共点力作用下物体的平衡状态。
（重点）2、理解共点力作用下物体的平衡条件，并会用它处理简单的平衡问题。
（重点）3、知道什么时超重和失重，知道产生超重和失重的条件，会分析、解决超重和失重问题。
（重、难点）4、会解释生活中常见的超重、失重现象知识点1：共点力的平衡问题1、平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
2、平衡条件：合力等于零，即0=合F 或⎩⎨⎧==00y x F F【知识拓展】解决静态平衡问题的常用方法：1、整体法和隔离法：当一个系统处于平衡状态时，组成系统的每一个物体都处于平衡状态。
一般地，求系统内部物体间相互作用力时，用隔离法，求系统受到的外力作用时，用整体法。
具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用。
2、力的合成法：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，反向相反，作用在同一条直线上，可以据此求任意两个力的合力3、相似三角形法：根据合力为零，把三个力画在一个三角形中，看力的三角形与哪个几何三角形相似，根据相似三角形的对应边成比例列方程求解4、正交分解法：正交分解法在处理三力或三力以上平衡问题时，常常先把物体所受的各个力逐一地分解在两个互相垂直的坐标轴上，再分别对每个坐标轴上的分力逐一进行代数运算。
【一念对错】1、处于平衡状态的物体加速度为0.（）2、物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态。
（）3、合力保持恒定的物体处于平衡状态。
（）【例1】如图所示，一个重为N 100的小球被夹在竖直的墙壁和A 点之间，已知球心O 与A 点的连线与竖直方向间的夹角︒=60θ。
所有接触点和面均不计摩擦。
试求小球和墙面的压力对A 点的压力大小。
知识点2：超重和失重1、超重（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象（2）产生条件：物体具有竖直向上的加速度。
4-7用牛顿运动定律解决问题(二)
一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中(如下
图所示)，指针示数变化应是____________．
答案：先减小，后增加，再还原 解析：人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静
止这三个过程.
一种巨型娱乐器械——“跳楼机”(如图所示)可以使人 体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖 直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由
两力的合力与第三力等大、反向求源自，可以据力三角形求 解，也可用正交分解法求解．
解法1 用合成法
取足球作为研究对象，它们受重力G＝mg、墙壁的支 持力F1和悬绳的拉力 F2三个共点力作用而平衡，由共点力 平衡的条件可知，F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反， 即F＝G，从图中力的平行四边形可求得：
Fx合＝0 零．即 Fy合＝0
特别提醒： 正确区分“静止”和“v＝0”．物体处于静止状态时， v＝0，a＝0是平衡状态；但是，当v＝0时，物体不一定处
于平衡状态，如自由落体运动初始状态或竖直上抛运动物
体到达最高点时v＝0，但a＝g，不是平衡状态．
如图所示，斗牛将人高高挑起处于静止状态，则下列 说法正确的是 ( )
点评：相对解析法而言，作图法比较直观，本题是定
性比较问题，选用作图法较为方便，平行四边形是由两个 全等的三角形构成，因而在分析动态变化问题时选用三角 形定则更为方便．
(安徽阜阳一中09－10学年高一上学期期末)在固定于
地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为圆的柱状物体 甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡 板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示．现 在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案(定稿)
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)1．力的合成和分解的两种重要方法是： _____________________、_____________________. 2．匀变速直线运动的规律：v ＝____________，x ＝____________，v 2－v 20＝2axv ＝____________＝v t2.3．自由落体运动的规律：v ＝______，h ＝______，v 2＝2gh4．牛顿第二定律：F ＝ma ，特点是：________性，矢量性，同向性．5．平衡状态是指保持静止或________________________，平衡条件是________．6．①视重：重力是地球对物体的吸引作用，当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤和台秤的示数称为“________”，等于其所受拉力或压力．视重实际上反映的是“弹力”，只有在平衡状态时，这个“弹力”即______与物体的________才有相等的关系．②超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)大于________________________的情况，即______大于________时，称为超重现象．③失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)小于________________的情况，即__________小于________时，称为失重现象．④完全失重：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__________的状态，即视重____________时，称为完全失重状态． 7．产生超重或失重现象的条件①物体具有______________时产生超重现象．②物体具有____________________时产生失重现象．③物体具有________________时，物体出现完全失重状态.一、共点力的平衡条件 [问题情境]1．处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？2．若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？[要点提炼]1．共点力的平衡条件是：________________.2．处理共点力平衡问题的常用方法有：①______法．物体受几个力作用，将某一个力按效果分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．②________法．物体受几个力作用，通过合成的方法将它简化成两个力，这两个力满足力的平衡条件．以上两种方法常用于物体受力不多于三个力时．③________________法．将处于平衡状态的物体所受的力，都分解为相互正交的两组，每一组的力都满足力的平衡条件．即F x ＝0，F y ＝0.这种方法常用于所受的力为三个力以上．3．解题关键：受力分析．受力分析时应注意：①不要添力、漏力．如不要把分力和合力同时计入，不要忘记静摩擦力；②不要判断错力的方向；③受力分析遵循的一般顺序：先重力后弹力再摩擦力．二、超重和失重 [问题情境]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？[要点提炼]1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．[超重和失重是常见的现象，那么当物体发生超重或失重现象时，物体的重力真的增加或减少了吗？超重和失重现象的实质是什么？你是怎样理解的？例1 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态．现对B 加一竖直向下的力F ，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3.若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中( )A ．F 1保持不变，F 3缓慢增大B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变例2 北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭，如图所示．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m 时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg 的饮料瓶进行这个游戏，g 取9.8 m/s 2，问：(1)当座舱落到离地面高度为40 m 的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？(2)当座舱落到离地面高度为15 m 的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？变式训练如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是()A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2【效果评估】1．下列说法中正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2．下列物体处于平衡状态的是()A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3．如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°.现使∠BCA 缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力()A．大小不变B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小参考答案课前自主学习1．平行四边形定则(或三角形定则) 力的正交分解法2．v 0＋at v 0t ＋12at 2 12(v 0＋v )3．gt 12gt 24．瞬时5．匀速直线运动状态 F 合＝06．①视重 视重 重力 ②支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ③支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ④等于零 等于零 7．①向上的加速度 ②向下的加速度 ③向下的加速度a ＝g 核心知识探究 一、[问题情境]1．(1)处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.(2)根据牛顿第二定律F ＝ma ，当物体处于平衡状态时，加速度为0，因而物体所受的合外力F ＝0.2．三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反．推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反． [要点提炼]1．物体所受合力为零2．①分解 ②合成 ③正交分解 二、[问题情境]每个人在乘电梯时都会有这种感觉，这就是我们常说的超重、失重现象．只要你留心观察，在我们的日常生活中就会发现许多超重、失重现象． [要点提炼]2．匀速直线运动 加速 减速 加速 减速 [问题延伸](1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小，这是超重和失重的实质．(2)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向．(3)物体具有向上的加速度，其运动状态可以是加速向上，也可以是减速下降，这时物体对支持物的压力将大于物体的重力，物体处于超重状态，超出的部分为ma ；物体减速上升或加速下降时，具有向下的加速度，物体对支持物的压力将小于物体的重力，这时物体处于失重状态． 解题方法探究例1 C [如图甲所示，球B 受到四个力作用，且保持静止，则θ不变，F 2cos θ＝F ＋mg .若F 缓慢增大，则F 2增大．而F 2sin θ＝F 1，则F 1也增大；对于整体而言，如图乙所示，地面对A 的摩擦力F f ＝F 1，地面对A 的支持力F N ＝F ＋G 总，因为F f 和F N 均缓慢增大，所以F 3缓慢增大，C 对．]例2 (1)0 (2)41.16 N解析 (1)在离地面高于28 m 时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，因为40 m>28 m 所以饮料瓶对手没有作用力，由牛顿第三定律可知，手对饮料瓶也没有作用力．(2)设手对饮料瓶的作用力为F ，座舱自由下落高度为h 1后的速度为v ，制动时的加速度为a ，制动高度为h 2，由v 2－v 20＝2ax 得，v 2＝2gh 1，v 2＝2ah 2联立解得，a ＝h 1h 2g对饮料瓶根据牛顿运动定律F －mg ＝ma 得，F ＝mg (h 1h 2＋1)＝mg h 1＋h 2h 2代入数据得，F ＝41.16 N. 变式训练 BC 效果评估 1．B 2．AC3．A [对B 点受力分析如图F C mg ＝BCAC，BC 、AC 长度都不变，所以F C 大小也不变，由牛顿第三定律知杆BC 所受的力大小不变．]。
4-7-1用牛顿运动定律解决问题(二)共点力的平衡条件
例3搬运工用砖卡搬砖头时，砖卡对砖头的水 平作用力为F，如右图所示，每块砖的质量为 m，设所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则 第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为 ( )
mg A. 2 C．μF
μF B. 5 D．2mg
解析：先整体分析，将5块砖作为一个整体，可得： 砖块1的左侧面和砖块5的右侧面所受摩擦力大小相等， 5 均为 mg，方向均为竖直向上．然后将砖块1、2作为一 2 个小整体隔离出来，则它们受三个力的作用：重力 5 2mg、砖卡对它们向上的摩擦力 mg、砖块3对它们的摩 2 擦力．物体在三个力作用下处于平衡状态，因此第2块砖 mg 和第3块砖之间的摩擦力为 ，故答案应选A项． 2
3．正交分解法 将不在坐标轴上的各力分别分解到x轴上和y轴上， F 合＝0 x 运用两坐标轴上的合力等于零的条件 解题， Fy合＝0 多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注 意的是：对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的 力最多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求 力．
第一课时
共点力的平衡条件
知识与技能 1．理解共点力的平衡条件． 2．能应用共点力的平衡条件解决平衡问题． 过程与方法 学会应用共点力平衡条件求解平衡问题的基 本方法． 情感、态度与价值观 学会由牛顿定律推导物体的平衡条件．
你看过走钢丝的杂技表演吗？你玩过不倒翁 吗？(见下图)你想探究一下什么是平衡和平衡 条件吗？
1．平衡状态 一个物体在共点力作用下，保持静止状态或 匀速直线运动状态，则这个物体处于平衡状 态．例如沿水平路面匀速行驶的汽车、悬挂 在房顶的吊灯、工厂里耸立的大烟囱、宏伟 的跨海大桥等等，都处于平衡状态．
特别提醒： 静止与v＝0是两个不同的概念．v＝0且a＝0同 时满足时为静止，仅有v＝0但a≠0，不是静止， 例如小球上抛运动到最高点v＝0但a＝g，不是 静止状态，自然也不是平衡状态．
高一物理《47 用牛顿运动定律解决问题(2)》课件
(g取10 m/s2)．
【解析】 人举物体时，其最大举力是确定的，由于电梯做加速
运动，物体有“超重”和“失重”两种情况，其运动可由牛顿 第二定律分析．加速下降时，合外力向下，对物体而言，重力大于 举力．反之，重力小于举力． (1)站在地面上的人，最大举力为 F＝m1g＝60×10 N＝600 N. 在加速下降的电梯内，人的最大举力F仍为600 N，由牛顿第二 定律得m2g－F＝m2a，
a＝0时，是静止，是平衡状态 v＝0 a≠0时，不是静止，不是平衡状态
2．对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)合
＝0. ，其中 Fx
合
Fx合＝0 ② Fy合＝0
和 Fy
合
分别是将力进
行正交分解后， 物体在 x 轴和 y 轴上所受的合力．
根据一个物体受三个力作用处于平衡状态，则三个力的 任意二个力的合力大小等于第三个力大小，方向与第三个力 方向相反．在如右图所示中可得出F1与F2的合力F合竖直向 上，大小等于F，由三角函数关系
可得出：F合=F1· 30°=F=mPg，F2=F1· 30°.当F1达到最 sin cos
大值200 N时，mPg=100 N，F2=173 N，在此条件下，BC段绳子即
(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不是运动方向．
(2)处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动． (3)处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动．
下列说法正确的是(
)
A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
mg A．F＝ B．F＝mgtan θ tan θ mg C．FN＝ D．FN＝mgtan θ tan θ
2014-2015学年高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)课件 新人教版必修1
【盲区扫描】 1.静止或匀速直线运动状态都是平衡状态。
2.处于平衡状态的物体所受的合力一定为零。
3.超重时物体的视重增大,失重时物体的视重减小。
4.加速度方向向上时物体超重,加速度方向向下时物体失重。
5.加速度为g时,物体完全失重。
6.物体向上运动时不一定超重,物体向下运动时不一定失重。
7.不管是超重还是失重,物体所受的重力不发生变化。
【通关1+1】 1.(拓展延伸)【示范题】中,假设物体Q与桌面之间的最大静摩 擦力为200N,若使物体Q仍保持静止,则OC绳所悬挂物体的重力 不得超过多少? 【解析】对结点O和物体Q受力分析,如图所示：
经分析可知,当物体Q所受的摩擦力为最大静摩擦力时,OC绳所 悬挂物体的重力最大, 此时FOB=Ffmax=200N。 对结点O,由平衡条件可得, 在x方向上：FAOsin30°=FBO 在y方向上：FAOcos30°=FCO
1 v 0 t－ gt 2 (1)位移与时间的关系：x=_________ 。 2
2－v 2＝－2gx v 0 (2)速度与位移之间的关系：______________ 。
【自我思悟】 物体在任何星球表面附近自由下落时的加速度都相同吗? 提示：一般不相同。物体在不同星球表面附近所受的重力一般 不同,故加速度一般不相同。
FN m人 g m人
＝
以物体为研究对象,设弹簧测力计对物体的拉力为FT,则根据牛 顿第二定律得FT-mg=ma,所以FT=m(g+a)=50×(10+2)N=600N,即 弹簧测力计的示数为600N。 答案：600N
2.(多选)(2014·乌鲁木齐高一检测)弹簧测力计挂在升降机 的顶板上,下端挂一质量为2kg的物体。当升降机在竖直方向 运动时,弹簧测力计的示数始终是16N。如果从升降机的速度 大小为3m/s时开始计时,则经过1s,升降机的位移大小可能是 (g取10m/s2)( A.3m ) B.8m C.2m D.4m
7.用牛顿运动定律解决问题(二)(附答案)
7.用牛顿运动定律解决问题(二)知识点一：平衡状态1．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是A．静止的B．匀速直线运动C．速度为零D．各共点力的合力为零2．下列处于平衡状态的物体是A．直道上匀速跑过的法拉利赛车B．百米竞赛中运动员的起跑时速度为零的瞬间C．被张怡宁击中的乒乓球与球拍相对静止时D．乘客在加速启动的列车中静止不动3．物体受到与水平方向成30°角的拉力F T的作用，向左做匀速直线运动，如图所示，则物体受到的拉力F T与地面对物体的摩擦力的合力的方向是A．向上偏左B．向上偏右C．竖直向上D．竖直向下知识点二：共点力平衡条件的应用4．长方体木块静止在倾角为θ的斜面上，其受力情况如图所示，那么木块对斜面作用力的方向A．沿斜面向下B．垂直于斜面向下C．沿斜面向上D．竖直向下5．共点的五个力平衡，则下列说法中不正确的是A．其中四个力的合力与第五个力等大反向B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向C．五个力合力为零D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡6．用细线AO、BO悬挂重物，如右图所示，BO水平，AO与水平方向成45°角，若AO、BO能承受的最大拉力分别为10 N和5 N，OC绳能承受的拉力足够大。
为使细线不被拉断，重物G最大重力为多少？知识点三：对超重、失重的理解7．以下关于超重与失重的说法正确的是A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D．如果物体处于失重状态，它必然有向下的加速度8．如图所示，一水桶侧壁上不同高度处开有两小孔，把桶装满水，水从孔中流出。
用手将桶提至高处，然后松手让桶落下，在水桶下落的过程中A．水仍以原流速从孔中流出B．水仍从孔中流出，但流速变快C．水几乎不从孔中流出D．水仍从孔中流出，但两孔流速相同9．如图所示，一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动着的升降机内，他看到升降机上挂着质量为5 kg重物的弹簧测力计上的示数为40 N，这时人对升降机地板的压力是(g 取10 m/s2)A．600 N B．400 NC．500 N D．以上答案都不对10．某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体。
4.7用牛顿运动定律解决问题(二)2
mg
☆补充习题
3.如果质量为20kg的物体在30°的斜面上正好匀速下 滑，求斜面所受物体给他的压力和物体沿斜面下滑时 所受摩擦力的大小。（g=10m/s2）
F
mg sin
α
f
mg
mg cos
f mg sin 20 10 0.5N 100 N
3 F mg cos 20 10 N 100 3N 2
一、共点力平衡 回顾
几个力如果作用在物体的同一点,或者它们 的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力. 想一想：这些是不是共点力？
F浮
F拉 F风 F拉 F1 限 速 40km/s F2
G
F拉
G
不是
是
是
一、共点力平衡 伴你整理要点
1．如果一个物体在力作用下保持 静止状态 或 匀速直线运动状态 ，我们就说这个物体处于 平衡状态。 2. 处于平衡状态的物体速度 不变 , 加速度 为零 ，合外力 为零 。
3．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？为什么？ 不是，因为加速度不为零，物体的速度改变 .
二、探究共点力平衡条件 二力平衡条件
同体
等值
反向
共线
F2
F1
一对平衡力的合力等于 零 。
二、探究共点力平衡条件
二、探究共点力平衡探究 伴你整理要点 共点的平衡条件: 合外力等于零。
应用： 二力平衡：二力大小相等，方向相反，作用 在同一直线上。 三力平衡：任意两力的合力与第三个力大小相 等，方向相反，作用在同一直线上。
10N
20 N
☆补充习题
7.如图所示，木块B重160 N，它与水平面间的动摩擦
因数为0.2，最大静摩擦力为40N，为了保持系统平衡，
4-7用牛顿运动定律解决问题(二)
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
解法 3 用相似三角形求解
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
取足球作为研究对象，其受重力 G、墙壁的支持力 F1、 悬绳的拉力 F2，如图所示，设球心为 O，由共点力的平衡条 件可知，F1 和 G 的合力 F 与 F2 大小相等、方向相反，由图 F AO 1 可知，三角形 OFG 与三角形 AOB 相似，所以G＝ AB＝ cosα F2＝G/cosα＝mg/cosα F1 OB G ＝AB＝tanα F1＝Gtanα＝mgtanα。
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象 都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸 在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能 再使用，如天平、液体气压计等。
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
考点题型设计
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
题型 1
物体的平衡
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在 A 点(如图)，
足球的质量为 m， 网兜的质量不计， 足球与墙壁的接触点为 B， 悬绳与墙壁的夹角为 α， 求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持 力。
匀速直线运动 状态，则该物体处于平衡状态。
3．平衡条件： 共点力作用下物体的平衡条件是 合力为零，即 F 合＝0。
第四章
高一物理必修一4.7用牛顿定律解决问题(二) - 副本
4.7 用牛顿运动定律解决问题 （二）
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
制作人：王怀龙
高一物理备课组
1、超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视 重）大于物体所受重力的现象。 2、失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视 重）小于物体所受重力的现象。
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
制作人：王怀龙
x正
细 节 决 定 成 败 ， 态 V0 度 决 定 一 切
x
Vt
高一物理备课组
牛顿运动定律
牛顿第一定律
指出了物体具有惯 性。揭示了运动和 力的关系： 力是改变物体 运动状态的原因
牛顿第二定律
牛顿第三定律
F=－F＇
揭示力作用的相 互性和对等性。 指出： 力是物体间 的相互作用
a=F/m 或F = ma
制作人：王怀龙
高一物理备课组
3、完全失重
细 当升降机以加速度 a = g 竖直加速下降时，物体对支持 节 决 物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。 定 成 败 ， 应用： 态 度 试分析当瓶子自由 决 定 下落时，瓶子中的 一 切 水是否喷出？
Hale Waihona Puke 解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状 态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水 的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。
0.6s、1.6s时 物体的速度?
制作人：王怀龙
例与练
高一物理备课组
1、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛 一个石子，不考虑空气阻力，求5s末石子 速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。 以向上方向为正方向,则a= -g=-10m/s2
用牛顿运动定律解决问题习题(刘玉兵)
A
）
把两块砖看成整体， 把两块砖看成整体，
6.如图，把球夹在竖直墙 AC 和木板 BC 之间，不计摩擦，球对墙的压力为 N1， 球对板的压力为 N2，在将板 BC 逐渐放至水平的过程中，下列说法正确的是 （ B ） 设木板与墙的夹角为θ A.N1 和 N2 都增大。 B.N1 和 N2 都减小。 C.N1 增大，N2 减少。 D.N1 减小，N2 增大。
1 1 x = x1 + x2 + x3 = a1t12 + vt2 + a3t32 2 2 1 1 = [ × 3× (2)2 + 6× 2 + × 2× (3)2 ]m 2 2
∵mg − F3 = ma3
∴F3 = mg − ma3 = (20×10 − 20× 2)N =160N
= 27m
3.从上面的例题可以得出物体0.6s的位移比1.6s位移还大，这是为什么呢？
上升到最高点又返回了
☆小试牛刀
1.关于超重和失重，下列说法正确的是（ A.超重就是物体的重力增加了。 B.失重就是物体受的重力减小了。 C.完全失重就是物体一点重力都没有了。 D.不论超重或失重，物体所受重力是不变的。
D
3
6.某人在 a=2m/s 匀加速下降的升降机中最多能举起 m1=75kg 的物体，则此人在地面上 最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀速上升的升降机中最多能举起 m2=50kg 的物体， ∧
加
2
则此升降机上升的加速度为多大？
解：∵m1 g − F = m1a ∴F = m1g − ma1 = (75×10 − 75× 2)N = 600N 1
重力大于支持力
加速度方向向下
4.一个人站在吊台上，利用如图的定滑轮装置拉绳，把吊台和自己匀速提升 起来，人的质量为 55kg，吊台的质量为 15kg，这时人对吊台的压力为（g 取 2 10m/s ） （ ） A.700N B.350N C.200N D.275N
物理：4.7《用牛顿运动定律解决问题(二)》课件(新人教版必修1)
学点1 学点 共点力的平衡条件
⑴平衡状态：如果一个物体在力的作用下，保持静止或匀速 平衡状态：如果一个物体在力的作用下， 直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 ⑵共点力作用下物体的平衡条件是合力为０。 共点力作用下物体的平衡条件是合力为０ ⑶平衡条件的四个推论 若物体在两个力同时作用下处于平衡状态， ①若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这两个力大小 相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零， 相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零，这就是初中 学过的二力平衡。 学过的二力平衡。 物体在三个共点力作用下处于平衡状态， ②物体在三个共点力作用下处于平衡状态，任意两个力的合力 与第三个力等大、反向。 与第三个力等大、反向。 物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时 个非平行力同时作用下处于平衡状态时， 个力必定 ③物体在 个非平行力同时作用下处于平衡状态时，n个力必定 共面共点，合力为零，称为n个共点力的平衡 其中任意(n-1)个力 个共点力的平衡， 共面共点，合力为零，称为 个共点力的平衡，其中任意 个力 的合力必定与第n个力等大 反向，作用在同一直线上。 个力等大、 的合力必定与第 个力等大、反向，作用在同一直线上。 当物体处于平衡状态时， ④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零。
学点2 学点 超重和失重 （１）实重：物体实际所受的重力。物体所受重力不会因 实重：物体实际所受的重力。 物体运动状态的改变而变化。 物体运动状态的改变而变化。 视重：当物体在竖直方向有加速度时（ （２）视重：当物体在竖直方向有加速度时（即ay≠0）， ）， 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力， 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力， 此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 说明： 说明：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于 实重，所以我们在用弹簧测力计测物体重力时， 实重，所以我们在用弹簧测力计测物体重力时，强调应在静止 或匀速运动状态下进行。 或匀速运动状态下进行。 （3）对超重现象的理解 ） 特点： ①特点：具有竖直向上的加速度 运动形式:物体向上加速运动或向下减速运动 物体向上加速运动或向下减速运动。 ②运动形式 物体向上加速运动或向下减速运动。 说明：当物体处于超重状态时，只是拉力（ 说明：当物体处于超重状态时，只是拉力（或对支持物的 压力）增大了，是视重的改变，物体的重力始终未变。 压力）增大了，是视重的改变，物体的重力始终未变。
4-7-2用牛顿运动定律解决问题(二)超重和失重、从动力学看自由落体运动
规律总结：(1)判断超重现象和失重现象，其 关键是看加速度的方向，而不是运动的方 向． (2)如知道物体处于超重状态，只能知道物体 的加速度方向向上，物体是向上加速、还是 向下减速却无法判断． (3)如求物体的视重，则可选加速度方向为正 方向，分析物体受力，利用牛顿第二定律求 得．
变式训练1 一个人站在磅秤上，在他蹲下的 过程中，磅秤的示数将 ( ) A．先小于体重，后大于体重，最后等于体 重 B．先大于体重，后小于体重，最后等于体重 C．先小于体重，后等于体重 D．先大于体重，后等于体重 答案：A
解析：人蹲下的过程经历了加速向下，减速 向下和静止这三个过程． 在加速向下时，人获得向下的加速度a，由牛 顿第二定律得： mg－FN＝ma. FN＝m(g－a)＜mg. 由此可知弹力FN将小于重力mg.
F＝mg F＝mg
F＝m(g F>mg ＋a) F＝m(g F<mg
特别提醒：
(1)超重与失重不是重力本身变了，而是物体 对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力发 生了变化，若弹力大于重力是超重，反之是 失重． (2)从牛顿第二定律可以知道，加速度方向是 超失重判断的关键，若加速度方向向上(包括 斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向 向下(包括斜向下)，物体处于失重状态． (3)利用超失重现象可以依据加速度方向定性 的分析弹力的情况，以避免直接列式计算的 繁琐．
1 2 2h ∵h＝ gt ，t＝ 2 g 2×0.45 t1＝ s＝0.3s 10 从最高点下落至手触水面，所需的时间为： 2×10.45 t2＝ s≈1.4s. 10 所以运动员在空中用于完成动作的时间约为： t＝1.7s.
4.7用牛顿运动定律解决问题(二)1
运动 过程 加速上升
速度 方向
ห้องสมุดไป่ตู้
加速度 合外力 FN与G 物体 方向 方向 的关系 状态
↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑
↑ ↑ ↓ ↓ 0 0
↑ ↑ ↓ ↓ 0 0
FN>G FN>G FN<G FN<G FN=G FN=G
超重 超重 失重 失重 平衡 平衡
电 梯 的 运 动 过 程
减速下降 减速上升 加速下降 匀速下降 匀速上升
解：减速上升时，物体 处于失重状态
F1 mg ma
50 10 N 50 2 N 400 N
减速下降时，物体处于 超重状态
F2 mg ma
50 10 N 50 2 N 600 N
三、完全失重
三、完全失重
例3．在完全失重的情形下，下列说法不正确的是（ ）
2、如何判断物体处于超重还是失重状态？ 1、只要物体向上运动，一定是超重。这种说法 正确吗？
例1. 质量为m人站在电梯中。 ①人和电梯匀速上升时，人对地板的压力F=
mg
. F
②人随电梯以加速度a匀加速上升时，人对地板的压力 F= mg ma .
③人随电梯以加速度a匀减速下降时，人对地板的压力 F= mg ma. mg
7
用牛顿运动定律解决问题（二） 第二课时
电梯里台秤的示数为什么会变化呢？
一、超重现象
一、超重现象 超重是否物体的重力增加了吗? 重力不变压力变 F F
mg
mg
v
a
向上加速
请思考：物体受到哪几个力？方向如何？谁大谁小？ 与静止时相比较，哪个力发生了变化？如何求这几个 力的合力？
F mg ma
用牛顿运动定律解决问题(二) 说课稿 教案
用牛顿运动定律解决问题（二）教材分析本节是牛顿运动定律应用的重点内容，分别从平衡和非平衡两个侧面进行，共点力的平衡问题是高中物理的最基本也是最常见的问题，它的解题方法多、技巧性强，超重失重既是一种现象，更是一种观念，两个应用都是后续课程的基础。
学情分析通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生已经知道了解应用类问题的大致思路和方法，本节要继续进行这方面的学习。
二力平衡问题初中已经学过，这节内容是它的延续和扩展，在解题类型和方法上可能存在困难。
学生很难从理论上自主地得到超重、失重现象的运动学特征。
学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系，通过实例多加体会。
设计思路从学生熟悉的事例出发，通过理论分析和实验验证得出平衡条件，再由例题加以体验，避免由教师直接陈述，提高学习效果。
对超重失重也采用类似方法，更突出学生实际体验，使物理学习由抽象的概念向实在的观念转变，突出新课程理念。
“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探索、勇于实验、勤于思考。
”设计更多的探究性实验不仅符合课标中提出的“通过实验认识超重和失重现象”，也符合学生的认知规律；从生活实际出发，设计贴近学生生活的实验，以此为基础，以探究为主线，让学生通过实验操作、观察来认识物理现象，认知物理过程，让学生用生活化的语言表述观察到的超、失重现象，探究物理规律，再引导学生将生活语言转化成科学规范的物理语言阐述物理规律。
通过实验让学生暴露错误的前概念，理解并掌握物理概念与规律。
经过构建从而获得物理知识，形成技能，同时培养学生创新精神与实践能力。
为避免学生对概念的混淆，教学中不提出“实重”“视重”。
三维目标知识与技能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。
第四章牛顿运动定律第七节牛顿运动解决问题(二)定律探究式导学类教学设计
学校：包头市百灵庙中学 学科：高一物理 编写人：史殿斌 审稿人：4-7用牛顿定律解决问题（二）探究式导学类教学设计【教学目标】1． 能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题2． 知道什么是物体处于平衡状态。
知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为0。
3． 知道物理学中超重和失重现象的含义，能通过牛顿定律对它们进行定量的分析，并能分析和说明一些简单的相关问题4． 能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动学问题（竖直上抛、竖直下抛等） 【教学重点】发生超重、失重现象的条件及本质【教学难点】超重、失重现象的实质【教学过程】知识点一：共点力的平衡条件1．如果一个物体在力的作用下保持______或____________运动状态，这个物体就处于平衡状态.2．在共点力作用下物体的平衡条件是____________.3．模型平衡：模型一：静止在水平地板上的木箱；合力为零，即 F N =mg模型二：在平直马路上匀速行驶的汽车；合力为零，即F N =mg F=F fF 合=0，或可以利用两个方程（F x 合=0和F y 合=0）。
根据解决模型平衡的问题得到了合力为零的运算操作方法：把力分解在两条直线上，且只有在两条直线上的合力分别为零，物体所受的合力才最终为零 【课堂训练】1．如图所示，质量为m 的物体用细绳OC 悬挂在支架上的O 点，轻杆OB 可绕B 点转动，求细绳OA 中张力T 大小和轻杆OB 受力F N 大小。
2．如图所示，质量为m 的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ．设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2A ．θsin mg F =1 B ．θmg F sin 1= C ．θcos mg F =2 D ．θcos mg F =23．如图所示的力学结构，绳AO 段与水平成53°角，承重不超过180N ，绳BO 段水平、承重不超过90N ，绳CO 段强度足够，在CO段的C 端悬挂重物，为使力学结构不遭破坏，C 端悬挂重物不能超过多少？4．如图所示，质量为m 的木块在与水平方向成θ角斜向下的推力F 作用下沿水平地面匀速滑动，木块与水平地面之间的动摩擦因数为μ，以下说法中正确的是（）A ．木块受到地面摩擦力大小等于Fcos θ B ．木块对地面压力大小等于mgC ．木块受到地面摩擦力大小等于μ（mg+Fsin θ）D ．木块对地面的压力大小等于mg+Fsin θC A B O【巩固提高】1．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是（）A.静止的B.匀速直线运动C.速度为零D.各共点力的合力为零2．一物体静止在倾角为θ的斜面上，如图4－7－5所示，那么，物体对斜面的作用力的方向为（）A.沿斜面向下B.竖直向上C.垂直于斜面向下D.竖直向下3．小船用绳索拉向岸边，如图所示，船在水中运动时设水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是（）A.绳子的拉力F不断增大B.绳子的拉力F不变C.船的浮力减小D.船的浮力增大4．质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数为μ= 。
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用牛顿运动定律解决问题（二）教案一、教材分析本节课教材上设计了两个大问题，1.共点力的平衡条件，2.超重和失重，每个问题都给出了相关定义和一个配套例题，要能灵活应用第一个问题，还需要设计相关练习，第二个问题理解起来有难度，需要设计贴近生活易于理解的实验，帮助学生理解。
二、教学目标知识与技能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。
会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
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。
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。
过程与方法培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。
引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。
情感态度与价值观渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。
三、教学重点、难点共点力作用下物体的平衡条件及应用。
发生超重、失重现象的条件共点力平衡条件的应用。
超重、失重现象的实质及本质。
四、学情分析学生预习知识后，能够理解基本定义，和第一个问题的相关例题，对于第二个问题的实质还是会存在问题。
五、教学方法引导法和实验法六、课前准备充分备课，设计过程、练习、实验和实验仪器。
七、课时安排一个课时完成八、教学过程（一）、回顾上节课我们学习了牛顿运动定律解决问题的有关知识，都是哪两种类型： （二）、引入师：今天我们继续来学习用牛顿定律解决问题。
首先请同学们回忆一个概念：平衡状态。
什么叫做平衡状态。
生：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
师：物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？生：因为牛顿定律是力与运动状态相联系的桥梁，所以根据牛顿第二定律mF a 合知当合外力为0时，物体的加速度为0，物体将静止或匀速直线运动。
师：当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？ 生：根据平行四边形定则将力进行分解合成。
师：力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？学生会思考一会儿，但肯定会找到答案 生：力的分解合成只适用于共点力。
师：那什么是共点力？生：如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点，那这几个力叫做共点力。
师：回答得很好，其实在我们刚才的讨论中有一点我要给大家指出来的就是：物体处于平衡状态时分为两类，一类是共点力作用下物体的平衡；一类是有固定转动轴的物体的平衡。
在整个高中阶段，我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。
今天我们先来研究共点力作用下物体的平衡条件。
（三）、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条件是合力为0。
师：同学们能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗？生：很多。
如桌上的书、吊着的电灯、做匀速直线运动的汽车等等。
师：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？生：不是！因为物体在最高点虽然速度为0，但仍受到重力，加速度仍为g ，物体不能保持静止或匀速直线运动。
师：回答得很好！平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动，并不说若指某一时刻静止，那这一时刻就是平衡状态。
平衡状态是一个持续的过程。
或平衡状态是指加速度为0的状态。
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。
练习1、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[解析]如下图：为了保证棒静止，两手举杠铃的力沿竖直方向的分力之和应与重力抵消。
所以当手臂夹角变大时，为了保证举力竖直方向的分力大小不变，则要求举力增大。
ABOθG（四）、超重与失重师：自从神州六号飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。
那什么是超重和失重呢，下面我们就来研究这个问题。
播放一段视频增加学生的感性认识例2、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？[解析]:求解人对地板的压力，该题中如果选电梯为研究对象，受力情况会比较复杂，甚至无法解题。
所以我们只能选人为研究对象，那选人为研究对象能求解出人对电梯的压力吗？能！根据牛顿第三定律：作用力与反作用力是等在反向的。
只要求出电梯对人的支持力，再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力。
因为人是静止的所以合外力为0有：mg N =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？学生自己分析解答。
不会有太大难度④⑤两题加速度方向均向下，合外力向下，于是有mg ma mg N ma N mg >-=⇒=-师：从上面的解题结果我们发现，当人加速上升和减速下降时，人对地面的压力大于本身重力；当人加速下降和减速上升时，人对地面的压力小球本身重力。
物理学中分别把这两种现象叫做超重和失重。
[定义]：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。
NG[定义]：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
师：虽然从理论上我们推导出了应该有这样的现象，但我估计大家在日常生活中都没有注意到这些现象，可能都有点怀疑。
那你们有坐过电梯的经验吗？电梯启动上升时，你会心慌也会充分体会到“脚踏实地”的感觉，电梯停止上升时，你会头晕，同时有种“飘飘然”的感觉，这就是超重失重引起的。
还有坐汽车时，汽车速度很快上桥并从桥顶下桥，大家会突然觉得心突然变得空空的，很难受，那是失重造成的。
实验验证师：其实大家完全可以利用身边的器材来验证。
实验1、用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提和迅速下放。
现象：在钩码被迅速上提的一瞬间，弹簧秤读数突然变大；在钩码被迅速下放的一瞬间，弹簧秤读数突然变小。
师：迅速上提时弹簧秤示数变大是超重还是失重？迅速下放时弹簧秤示数变小是超重还是失重？生：迅速上提超重，迅速下放失重。
体会为何用弹簧秤测物体重力时要保证在竖直方向且保持静止或匀速 实验2、学生站在医用体重计上，观察下蹲和站起时秤的示数如何变化？ 在实验前先让同学们理论思考示数会如何变化再去验证，最后再思考。
（1）在上升过程中可分为两个阶段：加速上升、减速上升；下蹲过程中也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。
（2）当学生加速上升和减速下降时会出现超重现象；当学生加速下降和减速上升时会出现失重现象； （3）出现超重现象时加速度方向向上，出现失重现象时加速度方向向下。
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？【解析】0=-=⇒=-mg mg N mg N mg 即当电梯对人没有支持力时，人只受重力，加速度大小为g ，做的是自由落体运动。
同学们又看到了什么？人竟然可以对电梯没有压力？师：物理学中把这种现象叫做完全失重。
【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。
师：刚上课时我们看到的视频里人类在太空中就处于完全失重状态。
演示实验3、一个盛满水的瓶子底部有一小孔，静止在手中时，水会喷射而出；如果突然松手，让瓶子自由下落时，让学生观察瓶子在下落过程中发生的现象？为什么？生：瓶子和水一起下落时，每一部分水和瓶子它们做的都是自由落体运动，运动情况完全一样，所以它们之间没有挤压力，均处于完全失重状态。
没有了挤压力，水中了就不存在压强了，所以上面的水也不会把下面的水往外压了。
也可以用反证法说明它们之间没有压力。
问题：1、人随电梯能以加速度a(a>g)匀加速下降吗？不可能，最大只能是g2、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？为什么？不会，仍然完全失重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？没有变有！归纳总结（1）什么是超重（失重）现象？（2）什么情况下会出现超重（失重）现象？（3）为什么会出现超重（失重）现象？【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：物体具有竖直向上的加速度超重状态物体具有竖直向下的加速度失重状态超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关练习2、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（ C ）A．读数偏大，表明装置加速上升B．读数偏小，表明装置减速下降C．读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D．读数准确，表明装置匀速上升或下降从动力学看自由落体运动物体做自由落体运动的两个条件。
九、板书设计用牛顿运动定律解决问题（二）一、共点力的平衡条件1、平衡状态2、条件：合力为0例题1：二、超重和失重1、什么是超重（失重）现象？2、什么情况下会出现超重（失重）现象？3、为什么会出现超重（失重）现象？例题2十、教学反思本节课实验设计科帮助学生理解，但是超重和失重的相关练习，学生掌握的还不是很好，应加强理解的基础上，多加练习。