《用牛顿第二定律解决问题》导学案

用牛顿第二定律解决问题（二）
【学习目标】
1. 知道物体处于平衡状态的运动学特征.
2?知道共点力的平衡条件，能利用共点力平衡条件解决有关问题
3?了解超重和失重现象，知道超重与失重现象中地球对物体的作用力并没有变化.【自主学习】
1?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_________________ .
2?超重和失重
（1）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） _________________ 物体所受重力的现象，称为超重现象?
（2）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） _________________ 物体所受重力的现象，称为失重现象?
（3）条件：当物体具有_____________ 的加速度时，物体处于超重状态；具有_________________ 的加速度时，物体处于失重状态，当物体的加速度等于________________________ 时物体好像完全没
有了重力作用，即物体处于_________________ 状态?
3?从动力学看自由落体运动
自由落体运动是加速度的_________________ 和___________ 都不变的匀变速直线运动，加速
_____________ 的大小、方向都不变
度之所以恒定不变，是因为物体在下落过程中所受
自我检测： 1?一物体静止在倾角为 0 的斜面上， 的方向为（ ）
A.
沿斜面向下
C.垂直于斜面向下
2?关于超重和失重，下列说法正确的是
A. 超重就是物体受的重力增大了
如图
4— 7 — 5 所 示，那 么，物 体对斜 面的作
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不受了
D. 不论超重或失重，物体所受重力是不变的
课内探究】
探究一、物体的速度为零时一定处于平衡状态吗？为什么 1?对共点力平衡的理解
（1） 共点力作用下的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态
（2） 共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合力为零，其数学表达式为：
F 合=0
或」Fx 合—°，其中F x 合和F y 合分别是将力进行正交分解后，物体在 X 轴和y 轴方向上所fy 合=0
受的合力 ?还可做如下理解
①物体受两个力作用平衡时，这两力必大小相等，方向相反，作用在同一直线上
②物体受三个力作用而平衡时，其中任意两力的合力必与第三个力等大反向
③物体受三个以上的力平衡时，其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向
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0B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0,钢索0A
对0点的拉力和杆0B对0点的支持力各是多大？
1轻质细绳中的受力特点：
2、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态）的特点:
3、节点0是一理想化模型。

探究二、用弹簧秤测量物体的重力时，应在什么情况下读数？为什么？物体处于
超重或失重状态时，其重力是否发生变化？
超重和失重现象与哪个物理量密切相关？
例3、人站在电梯中，人的质量为m
和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？
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
人对地面的压力竟然会二填大于，小于，等于）本身的重力
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？
人对地面的压力是二填大于，小于,等于）本身的重力！
④人随电梯以加速度a（avg）匀加速下降，人对地板的压力多大？
人对地面的压力是（填大于，小于,等于）本身的重力！
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？
（填大于，小于,等于）本身的重力！实质:
当物体挂在弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤或台秤的示数称为
大小等于弹簧秤所受的拉力或压力？当物体具有向上或者向下的加速度时，视重大于
或者小于重力，我们称物体处于超重或者失重状态。

物体的重力不变。

思考：
1超重失重时，物体的重力是否发生变化？
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？
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？
练习：视重和物体的重力之间的大小关系，与物体的加速度有关，见下表
3?竖直上抛运动
将物体以一定的初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动
（1）特点：由于在运动中只受重力作用，由牛顿第二定律可知，其加速度始终为重
力加速度g,但由于初速度方向和加速度方向相反，所以竖直上抛运动是匀减速直线运动？
①上升阶段，加速度与速度方向相反，做匀减速直线运动；下降阶段做自由落体运动？
②在最高点时速度v=0，但加速度仍为g.
③具有一定的对称性：a.在某两点之间运动时，上升过程用的时间与下落过程所用的
时间相等，即时间对称；b.上升过程中通过某位置时的速度与下落时通过该位置时的速度等大、反
向，即速度大小对称.
（2）处理方法：
①分段法将竖直上抛运动分成两个运动阶段一上升阶段初速度为V。

、加速度为-g
（以V o方向为正方向）的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动，然后分别对每一
阶段运用匀变速直线运动的规律求解
②整体法将全过程看作是初速度为V o,加速度为-g的匀变速直线运动，其位移公
式为X=V o t —gt2，速度公式为V=V。

一gt,分析时需注意物理量的矢量性，习惯上取V o方
2
向为正方向.若V> 0则物体正在上升；V V 0则物体正在下落.x>0则物体在抛出点上方；x V0则物体在抛出点
下方.
例题：以10 m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气阻力忽略不计，分别计算0.6s、1.6s后物体的位置（g取10 m/s2）
巩固练习:
1、下列物体中处于平衡状态的是（）
A.静止在粗糙斜面上的物体
B.沿光滑斜面下滑的物体
C. 在平直路面上匀速行驶的汽车
D.做自由落体运动的物
体在刚开始下落的一瞬
间
2、小船用绳索拉向岸边，如图4 —7-4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
3、质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度在竖直
方向上做匀变速直线运动？若物体处于失重状态，则（
B.台秤示数减小ma A.升降机加速度方向竖直向下
D.升降机一定做加速运动 C.升降机一定向上运动
4:质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？（g 取10 m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以3 m/s2的加速度加速上升；
（3）升降机以4 m/s2的加速度加速下降；
（4）升降机以重力加速度g加速下降？
5:气球下悬挂一重物，气球和重物均以速度v o=10 m/s匀速上升，当到达离地高为h=175 m处时悬挂重物的绳子突然断裂，求重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？（空气
阻力不计，取g=10 m/s 2）。