高中物理人教版必修1教师用书配套课件：4.7用牛顿运动定律解决问题(二)
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高中物理人教版必修一《4.7用牛顿运动定律解决问题(二)》课件
力F与FT大小相等、方向相反,由图可知,三角形OFG与三角形AOB
类似,所以
=
N
=
1
, 则FT=F=
cos
cos
=
答案:
cos
=
=
cos
tan α,则 FN=Gtan α=mgtan α。
tan
-22-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
类型二
类型三
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
类型二
类型三
类型一
类型四
类型五
力的平衡问题的求解
【例题1】
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图所示),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。
-18-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
-7-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
一
二
三
四
一、如何理解共点力作用下的安稳条件
1.共点力作用下物体的安稳条件:物体所受协力为零,即F合=0。
2.几个推论:
(1)二力安稳:当物体受两个力作用而安稳时,这两个力一定大小
相等、方向相反,作用在同一条直线上,其协力为零。
(2)三力汇交原理:物体在三个力同时作用下处于安稳状态,则这
类型二
类型三
类型四
类型五
点拨:取足球作为研究对象,它共遭到三个力的作用:重力G=mg,
方向竖直向下;墙壁的支持力FN,方向水平向右;悬绳的拉力FT,方向
类似,所以
=
N
=
1
, 则FT=F=
cos
cos
=
答案:
cos
=
=
cos
tan α,则 FN=Gtan α=mgtan α。
tan
-22-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
类型二
类型三
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
类型二
类型三
类型一
类型四
类型五
力的平衡问题的求解
【例题1】
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图所示),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。
-18-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
类型一
-7-
7
用牛顿运动定律解决问题(二)
一
二
三
四
一、如何理解共点力作用下的安稳条件
1.共点力作用下物体的安稳条件:物体所受协力为零,即F合=0。
2.几个推论:
(1)二力安稳:当物体受两个力作用而安稳时,这两个力一定大小
相等、方向相反,作用在同一条直线上,其协力为零。
(2)三力汇交原理:物体在三个力同时作用下处于安稳状态,则这
类型二
类型三
类型四
类型五
点拨:取足球作为研究对象,它共遭到三个力的作用:重力G=mg,
方向竖直向下;墙壁的支持力FN,方向水平向右;悬绳的拉力FT,方向
人教版高一物理必修1第4章课件 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)
观察思考
指针怎么变？ 记录下来
新课导入
观察思考
讨论分析
运动过程
电 梯
加速上升
的
匀速上升
运
动
减速上升
状
态
加速下降
匀速下降
减速下降
v方向
a方向 0
0
物体的状态 超重 平衡 失重 失重 平衡 超重
新课导入
观察思考
讨论分析
1.上升过程既有超重也有失重， 那能通过速度方向来判断超重失重吗？
2.超重和失重与加速度的方向有什么关系？
观察思考
讨论分析
学以致用
练习巩固
3.一个质量为50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬 挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为5kg的物 体A，当升降机向上运动时，弹簧测力计对重物的拉力为60N， g取10m/s2， 求（1）电梯的加速度大小和方向
（2）此时人对地板的压力 F ' 。
超重和失重
学以致用
条件：
1.初速度为0 2.运动过程只受重力
那你现在能不能利用牛顿运动定律解释一下自 由落体运动为什么是匀加速直线运动？
新课导入
观察思考
讨论分析
学以致用
练习巩固
1.下列说法正确的是（ D ） A.超重就是物体受到的重力增加了 B.失重就是物体受到的重力减少了 C.完全失重就是物体一点重力都没有 D.不论超重 失重或完全失重，物体所受的重力是不变的
超重
a向上
失重
a向下
完全失重
a=g向下
从动力学看自由落体运动
G不变
新课导入
观察思考
讨论分析
判断超重失重的唯一标准是 加速度的方向
人教版高一物理必修一课件-4.7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）
“超重和失重”都直接涉及到离我们遥 远而神秘的航天业中，是否超重和失重在 我们日常生活中难以看到？
zxxkw
1.熟练掌握超重和失重概念和实质，能够 灵活应用牛顿第二定律解释超重和失重 现象；
2.通过合作探究，总结分析超重和失重的 方法；
3.以高度热情投入学习，培养细心观察勤 于思考的习惯，享受学习的快乐；
制造理想的滚珠
在失重条件下，熔化了的金属液滴，形状呈绝对球形， 冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上，用现代技 术制成的滚珠，并不成绝对球形，这是造成轴承磨损 的重要原因之一。
制造泡沫金属
利用完全失重条件的科学研究
搭载宇宙飞船诱变育种后的蚕豆比普通蚕 豆的粒大
在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量 为40kg，（g取10 m/s2) 1.如果升降机以2.5 m/s2的加速度匀减速上升，体 重计的示数是多少？ 2.如果升降机以2.5 m/s2的加速度匀减速下降，体 重的示数是多少？ 3.如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然 断裂，升降机自由下落，体重计的示数又是多少 ？
如果让这个杯 子自由下落又是 什么情况呢？
当瓶子自由下落
时，水和杯子都在 做自由落体运动， 小孔以上部分的水 对以下部分的水的 没有压力，小孔没 有水流出。
完全失重：如果物体正好以大小
等于 g竖直下落，这时物体对支持物 的压力或对悬挂物的拉力完全等于零 的现象。
0
利用完全失重条件的科学研究
静止
支持力 重力 ----- ----- -----
加速 超重 上 升 减速 失重
支持力 重力
支持力 < 重力
加速 失重 下 降 减速 超重
支持力 > 重力 支持力 < 重力
“超重和失重”都直接涉及到离我们遥 远而神秘的航天业中，是否超重和失重在 我们日常生活中难以看到？
zxxkw
1.熟练掌握超重和失重概念和实质，能够 灵活应用牛顿第二定律解释超重和失重 现象；
2.通过合作探究，总结分析超重和失重的 方法；
3.以高度热情投入学习，培养细心观察勤 于思考的习惯，享受学习的快乐；
制造理想的滚珠
在失重条件下，熔化了的金属液滴，形状呈绝对球形， 冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上，用现代技 术制成的滚珠，并不成绝对球形，这是造成轴承磨损 的重要原因之一。
制造泡沫金属
利用完全失重条件的科学研究
搭载宇宙飞船诱变育种后的蚕豆比普通蚕 豆的粒大
在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量 为40kg，（g取10 m/s2) 1.如果升降机以2.5 m/s2的加速度匀减速上升，体 重计的示数是多少？ 2.如果升降机以2.5 m/s2的加速度匀减速下降，体 重的示数是多少？ 3.如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然 断裂，升降机自由下落，体重计的示数又是多少 ？
如果让这个杯 子自由下落又是 什么情况呢？
当瓶子自由下落
时，水和杯子都在 做自由落体运动， 小孔以上部分的水 对以下部分的水的 没有压力，小孔没 有水流出。
完全失重：如果物体正好以大小
等于 g竖直下落，这时物体对支持物 的压力或对悬挂物的拉力完全等于零 的现象。
0
利用完全失重条件的科学研究
静止
支持力 重力 ----- ----- -----
加速 超重 上 升 减速 失重
支持力 重力
支持力 < 重力
加速 失重 下 降 减速 超重
支持力 > 重力 支持力 < 重力
新人教版必修一高中物理课件：4.7《用牛顿运动定律解决问题(二)》(共22张PPT)
在升降机中测人的体重，已知人
的质量为40kg
①若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速 下降，台秤的示数是多少？
a
F
②若升降机自由下落，台秤的示数又
是多少？
解：当升降机匀加速下降时，根据牛
顿第二定律可知：
v
mg
mg－ F ＝ma F＝ mg － ma
①当a1=2.5m/s2,F1=300N
②当自由下落时，a2=g,F2=0N 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。
有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度 变为零，故还有一个向下减速的过程，加速 度向上（超重）。
如果人下蹲后又突然站起，情况又会怎样？
瓶中的水会流出吗?
这是因为液体受到重力 而使内部存在压力，小 孔以上部分的水对以下 部分的水的压力造成小 孔处的水流出。
当瓶子自由下落时，瓶中 的水处于完全失重状态， 小孔以上部分的水对以下 部分的水的没有压力，小 孔没有水流出。
你能举出生活中有关失重现象的实例吗？
1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实 验舱中完成的是( ABD )
A.用弹簧秤测物体的重力 B.用天平测物体的质量 C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强
2.在体重计上做下蹲的过程中，体重计的示数怎样 变化？
过程分析： 由静止开始向下运动，速度增加，具
宇航员的平躺姿势
用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动， 弹簧秤的示数如何变化？
物体向上减速时：
F
根据牛顿第二定律：
G － F ＝ma
a
F ＝ G － ma ＜ G
物体所受的拉力F与物体对弹 v
簧秤的压力F′（弹簧秤的示数）
G
高中物理必修一课件-4.7用牛顿运动定律解决问题(二)21-人教版
FN mg ma FN m(g a) mg
由此可知,弹力FN将大于重力mg．
３．当人静止时 FN＝mg ．
所以，正确选项为D．
物体向下加速时，物体对悬挂
物的拉力（或对支持物的压力
）小于物体所受重力的现象称
为失重现象。
问题2：
如果物体
向下加速的加速度a =
g，则弹簧秤示数是多
少？
当弹簧秤和重物以加速度 a = g竖直加速下降时， G – F = m g, F=0,物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力） 为零，这就是“完全失重”现象。
7 用牛顿运动定律解决问题 （二）
N va
G
（一）超重现象
以一个站在升降机里的测力计上 的人为例分析：设人的质量为m，升 降机以加速度a加速上升。 分析：对人受力分析如图
由牛顿第二定律得 F合 = N — G = m a 故：N = G + m a＞mg 人受到的支持力N大于人受到的重力G
总结：物体对支持物的压力大于物体所受重力 的情况称为超重现象。
观察到弹簧秤示数大于物体的重力，即：F > G 3、如果弹簧秤和物体一起加速下降呢？
观察到弹簧秤示数小于物体的重力，即： F < G
F aBiblioteka F/mgFF/
a
mg
物体对悬挂物的拉力大于物体 所受重力的现象称为超重现象 。
物体对悬挂物的拉力小于物体所受重 力的现象称为失重现象。
小结：
1、超重和失重是一种物理现象。
学生分组实验
器材：弹簧秤、钩码
步骤：把物体挂在弹簧秤下， ⑴静止；⑵加速上升；⑶ 加速下降。
研究：弹簧的长度变化有什么特点？什么时候超重？什么 时候失重？
要求：运动时只需分析刚开始加速的瞬间。
由此可知,弹力FN将大于重力mg．
３．当人静止时 FN＝mg ．
所以，正确选项为D．
物体向下加速时，物体对悬挂
物的拉力（或对支持物的压力
）小于物体所受重力的现象称
为失重现象。
问题2：
如果物体
向下加速的加速度a =
g，则弹簧秤示数是多
少？
当弹簧秤和重物以加速度 a = g竖直加速下降时， G – F = m g, F=0,物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力） 为零，这就是“完全失重”现象。
7 用牛顿运动定律解决问题 （二）
N va
G
（一）超重现象
以一个站在升降机里的测力计上 的人为例分析：设人的质量为m，升 降机以加速度a加速上升。 分析：对人受力分析如图
由牛顿第二定律得 F合 = N — G = m a 故：N = G + m a＞mg 人受到的支持力N大于人受到的重力G
总结：物体对支持物的压力大于物体所受重力 的情况称为超重现象。
观察到弹簧秤示数大于物体的重力，即：F > G 3、如果弹簧秤和物体一起加速下降呢？
观察到弹簧秤示数小于物体的重力，即： F < G
F aBiblioteka F/mgFF/
a
mg
物体对悬挂物的拉力大于物体 所受重力的现象称为超重现象 。
物体对悬挂物的拉力小于物体所受重 力的现象称为失重现象。
小结：
1、超重和失重是一种物理现象。
学生分组实验
器材：弹簧秤、钩码
步骤：把物体挂在弹簧秤下， ⑴静止；⑵加速上升；⑶ 加速下降。
研究：弹簧的长度变化有什么特点？什么时候超重？什么 时候失重？
要求：运动时只需分析刚开始加速的瞬间。
人教版高一物理必修一课件-4.7用牛顿运动定律解决问题(二)
滑块、滑板模型
模型特征： 两个相互作用的物体叠放在一起组成的系统
情景讨论：
1、无外力作用,A的初速度为v、B静止
若地面光滑，对A、B受力分析： 滑块滑板的运动情景：
①A一直减速、B一直加速,直到A脱离； ②A减速、B加速，最终共速；
v /(m / s1)
mg
v /(m / s1)
滑板长
Mg
t/s
例题二：
如图所示，质量M＝1 kg的木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个 质量m＝1 kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木块间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板 长L＝1 m，用F＝5 N的水平恒力作用在铁块上，g取10 m/s2。
(1)若水平地面光滑，计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动； (2)若木板与水平地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，求铁块运动到木板右端所 用的时间。
解析：
对A由牛顿第二定律得： 解得：
对AB由牛顿第二定律得： 解得：
对B由牛顿第二定律得： 解得：
2、有外力F作用在滑板上，初始AB均静止
若地面光滑，对A、B受力分析： 滑块滑板的运动情景：
v /(m / s1)
mg
v /(m / s1)
Mg
t/s
t/s
2、有外力F作用在滑板上， 初始AB均静止
v /(m / s1)
v /(m / s1)
Mg
t/s
t/s
例题一：
质量为2kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板 的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1s达到 同一速度，之后共同减速直至静止，A和B的v-t图象如图乙所示，重 力加速度g=10m/s2，求： （1）A与B上表面之间的动摩擦因数μ1； （2）B与水平面间的动摩擦因数μ2； （3）A的质量。
模型特征： 两个相互作用的物体叠放在一起组成的系统
情景讨论：
1、无外力作用,A的初速度为v、B静止
若地面光滑，对A、B受力分析： 滑块滑板的运动情景：
①A一直减速、B一直加速,直到A脱离； ②A减速、B加速，最终共速；
v /(m / s1)
mg
v /(m / s1)
滑板长
Mg
t/s
例题二：
如图所示，质量M＝1 kg的木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个 质量m＝1 kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木块间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板 长L＝1 m，用F＝5 N的水平恒力作用在铁块上，g取10 m/s2。
(1)若水平地面光滑，计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动； (2)若木板与水平地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，求铁块运动到木板右端所 用的时间。
解析：
对A由牛顿第二定律得： 解得：
对AB由牛顿第二定律得： 解得：
对B由牛顿第二定律得： 解得：
2、有外力F作用在滑板上，初始AB均静止
若地面光滑，对A、B受力分析： 滑块滑板的运动情景：
v /(m / s1)
mg
v /(m / s1)
Mg
t/s
t/s
2、有外力F作用在滑板上， 初始AB均静止
v /(m / s1)
v /(m / s1)
Mg
t/s
t/s
例题一：
质量为2kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板 的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1s达到 同一速度，之后共同减速直至静止，A和B的v-t图象如图乙所示，重 力加速度g=10m/s2，求： （1）A与B上表面之间的动摩擦因数μ1； （2）B与水平面间的动摩擦因数μ2； （3）A的质量。
人教版高中物理必修一课件：4.7《用牛顿定律解决问题(二)》 (共16张PPT)
物体的受力情况
物体向上加速时：
F
根据牛顿第二定律：
F－G＝ma
a
F ＝ ma＋ G ＞ G
物体所受的拉力F与物体对 弹簧秤的拉力F′（弹簧秤的
v
示数）大于物体的重力。
G
超重和失重
1、超重
物体对支持物的压 力(或对悬挂物的 拉力) 大于物体所 受到的重力的情况 称为超重现象。
例1、一个质量为70Kg的人乘
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/212021/11/21November 21, 2021
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/212021/11/212021/11/212021/11/21
解：人向下做匀减速直线
运动，加速度方向向上。
根据牛顿第二定律得：
a
F
F－mg＝ma
F ＝910N
m
v
g
根据牛顿第三定律，人对
地板的压力大小也等于
910N，方向竖直向下。
超重对宇航员的影响
宇航员在飞船起飞和返回地 面时，处于超重状态，特别是在 升空时，超重可达重力的9倍，超 重使人不适，起初会感到头晕、 呕吐，超重达到3倍重力时既感到 呼吸困难；超重达到4倍重力时， 颈骨已不能支持头颅，有折断的 危险。所以升空时宇航员必须采 取横卧姿势，以增强对超重的耐 受能力。
高中物理人教版必修一《47用牛顿运动定律解决问题(二)》教学课件
-8-
拓展 1、人随电梯以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又 是多大? 2．人随电梯以加速度a匀减速上升，人对地板的压力为多大? 3．人随电梯以加速度a匀加速向下运动，这时人对地板的压 力多大? 4．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？
-9-
归纳总结 ①当物体具有向__上__的加速度时，物体对测力计的作用力大于物 体所受的重力，这种现象叫超重。 处于超重状态的物体可能做哪两种运动？ ②当物体具有向__下__的加速度时，物体对测力计的作用力小于物 体所受的重力，这种现象叫失重。 处于失重状态的物体可能做哪两种运动？ ③物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫 _完__全__失__重__状态。 ④物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力有没有变化？
重力没有变化
-10-
反馈练习二
某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中：( D )
A．由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程 中他的重力不变，所以台秤的示数也不变 B．此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力， 又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大 C．台秤的示数先增大后减小 D．台秤的示数先减小后增大
加速上升时，人对地板的压力为多大?
问题： 1．选取人作为研究对象，人受哪几个力的作用？画出受力示意 图 2．取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出方程： 由此可得：F＝ 3．地板对人的支持力与人对地板的压力是什么关系？ 根据牛顿第 定律，人对地板的压力：即F’＝ 4．由于F’ mg（填“<”、“=”、“>”）所以当电梯加速上升 时，人对地板的压力比人 Nhomakorabea重力 ．
-11-
例3 以10m/s的速度从地面竖直向上抛 出一 个物体，空气阻力可以忽略，分别计算0.6s、 1.6s后物体的位置（取g=10m/s2）.
人教版高一物理必修一第四章4.7用牛顿运动定律解决问题二共21张PPT
例1.城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三j 角形的结构悬挂。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？ 解析：
F1 cos F2
F1 sin G
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？
例2.人站在电梯中，人的质量为m。
FN
求：①人和电梯一同静止时，人对地板的压力
为多大？
因为人是静止的所以合外力为0有：
mg
FN mg
再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力
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？
FN
以加速度a匀加速上升，因为加速，所以
1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱 中完成的是( ABD ) A.用弹簧测力计测物体的重力 B.用天平测物体的质量 C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强
2.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。 某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图 中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到 达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平 衡位置，人在从P点落下到最低点c的过 程中（ AB ） A.人在Pa段作自由落体运动，处于完全失重状态。 B.在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态。 C.在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态。 D.在c点，人的速度为零，其加速度为零。
请你分析：
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？
超重与失重知识总结：
F1 cos F2
F1 sin G
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？
例2.人站在电梯中，人的质量为m。
FN
求：①人和电梯一同静止时，人对地板的压力
为多大？
因为人是静止的所以合外力为0有：
mg
FN mg
再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力
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？
FN
以加速度a匀加速上升，因为加速，所以
1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱 中完成的是( ABD ) A.用弹簧测力计测物体的重力 B.用天平测物体的质量 C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强
2.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。 某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图 中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到 达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平 衡位置，人在从P点落下到最低点c的过 程中（ AB ） A.人在Pa段作自由落体运动，处于完全失重状态。 B.在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态。 C.在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态。 D.在c点，人的速度为零，其加速度为零。
请你分析：
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？
超重与失重知识总结：
高级中学高一物理人教版必修1《4.7用牛顿运动定律解决问题(二)》课件
1、超重： 条件：加速度方向向上 可能运动情况：向上加速 向下减速 2、失重： 条件：加速度方向向下 可能运动情况：向下加速 向上减速
完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂 物的拉力）等于零的情况称为完全失重现象。
条件：加速度a=g
可能运动情况：自由落体 竖直上抛
3、超重和失重的本质
物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 （视重）发生改变 重力不变
导学案作业案1-6题
1、人站在电梯中随电梯一起运动。下列 过程中人处于超重状态的是( ) A.电梯加速上升 B.电梯加速下降 C.电梯匀速上升 D.电梯匀速下降
用弹簧秤测物体的重力
视重:物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压 力称为视重 实重:物体实际的重力称为实重
实验器材：弹簧秤，钩码
任务： 弹簧秤挂着钩码分别处于静止、加速上升、 减速上升、加速下降、减速下降情况，观察并 把物体重力与弹簧秤拉力的大小关系记录下来， 分析实验中物体的受力情况。
物体向上加速 拉力 重力 受力分析： 根据牛顿第二定律：
物体向上减速 拉力 重力 受力分析： 根据牛顿第二定律：
物体向下加速 拉力 重力 受力分析： 根据牛顿第二定律：
物体向下减速 拉力 重力 受力分析： 根据牛顿第二定律：
超重和失重
1、超重：物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重 力的情况称为超重现象。
2、失重：物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力) 小于物体所受到的重力的情况 称为失重现象。
1、物体放在升降机的地板上，如果物体处于超 重状态，升降机该怎样运动（ ）
BC
A．向上运动 D．向下加速运动
2、关于超重和失重，下列说法中正确的是 ( ) A．超重就是物体受的重力增大了
高中物理人教版必修一配套课件：4-7用牛顿定律解决问题(二)
条件可知，F1 和 G 的合力 F 与 F2 大小相等、方向相反， 人
教
由图可知，三角形 OFG 与三角形 AOB 相似，所以GF＝AAOB
版 物 理
＝co1sα
F2＝G/cosα＝mg/cosα
FG1＝OABB＝tanα
F1＝Gtanα＝mgtanα.
第四章 牛顿运动定律
解法4 用正交分解法求解
故 B 选项正确.
第四章 牛顿运动定律
用绳AO、BO悬挂一重物，BO水平，O为半圆形支架
的圆心，悬点A和B在支架上．悬点A固定不动，将悬点B
人 教
版
从图(a)所示位置逐渐移动到C点的过程中，分析OA绳和
物 理
OB绳中的拉力变化情况．
第四章 牛顿运动定律
解析：在支架上选取三个点B1、B2、B3，当悬点B分
不能再使用，如天平、液体气压计等．
人
教
版
物
理
第四章 牛顿运动定律
如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于
水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧
秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不
人 教
版
计，下列说法正确的是( )
物 理
A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态
B．台秤P的读数等于mg－F
人 教
版
支持力F1沿球的半径方向．G和F1的作用线必交于球心O点，物理
则F2的作用线必过O点．既然是三力平衡，可以根据任意
两力的合力与第三力等大、反向求解，可以据力三角形求
解，也可用正交分解法求解．
第四章 牛顿运动定律
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
高中物理必修一课件-4.7用牛顿运动定律解决问题(二)20-人教版
图1
解析答案
例3 如图2所示，A、B两人用安全带连接在一起，飞机上跳下进行双
人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一
定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大
于B的重力
图2
C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等
例2 在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体
重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学
发现体重计示数如图1所示，在这段时间内下列说法正确的是( )
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重力
C.电梯一定在竖直向下运动
g
D.电梯的加速度大小为5 ,方向一定竖直向下
12
3.(竖直上抛运动的有关计算)竖直上抛的物体，初速度是30 m/s，经过 2.0 s、3.0 s、4.0 s，物体的位移分别是多大？通过的路程分别是多长？ 速度分别是多大？(g取10 m/s2)
解析答案
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(2)物体超重时一定向上运动，失重时一定向下运动吗？
答案
例1 关于超重和失重，下列说法正确的是( ) A.物体处于超重状态时，物体一定在上升 B.物体处于失重状态时，物体可能在上升 C.物体处于完全失重状态时，地球对它的引力就消失了 D.物体处于完全失重状态时，它所受到的合外力为零
总结提升
(1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方 向无关. (2)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化. (3)发生完全失重现象时，与重力有关的一切现象都将消失.比如物体对支持 物无压力、摆钟将停止摆动……，靠重力使用的仪器也不能再使用（如天 平）.只受重力作用的一切抛体运动，都处于完全失重状态.
人教版高中物理必修一4.7用牛顿运动定律解决问题二课件
从现象上看：什么情况下会出现超重和失重现象？
猜想：跟物体在竖直方向上的运动（加、减、匀） 有关
实验设计：
器材：钩码 弹簧秤
探究结果： 楼上
向 上 减 失重 速
向 下 加 速
楼下
向
上
加 速
超重
向 下 减 速
从加速度上看：超（失）重
例2、如图，人的质量为m，当电梯以加速度a 加速上升时，人对地板的压力F/是多大？
（2）竖直上抛运动加速度
V0
F合 =G=mg
a
F合
mgg
G
方向竖直向下。
mm
（3）竖直上抛运动研究方法
以向上方向为正方向，竖直上抛运动 很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。
牛顿第二定律
是一个加速度为－g的匀减速直线运动。 （视重） 大于物体所受重力的现象，称为超重现象。
F=-F (作用力和反作用力定律)
例3、以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气的阻力可以忽略，分别计算0.
（3）竖直上抛运动研究方法
明确研究对象 （2）竖直上抛运动加速度
例3、以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气的阻力可以忽略，分别计算0.
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。
1、自由落体运动 二力平衡条件:等大、反向、共线.
由牛顿第一定律和牛顿第二定律知：物体不受力或合力为零时将保持静止状态或匀速直线运动状态——平衡状态。 2、假如体重计读数为45kg，试判断电梯的运动情况 。
2、给出轻质直杆,仅两端受力时,这两个力必然沿杆的方向,且大小相等。
6s后物体的位置（g取10m/s2）。
高中物理必修一课件-4.7用牛顿运动定律解决问题(二)26-人教版
某同学的解法
对M有： mg=Ma
M m
易错情景2．如图所示，两个质量相等的小球A 和B 分别固定在一根轻杆的中点及端点，当杆在光滑的 水平面上绕O 点匀速转动时，求杆的OA 段及AB 段 对球的拉力之比．
某同学的解法
设杆长为2l，小球的 角速度为ω 有： FOA=mlω2 FAB=m·2lω2
易错情景3. 如图所示，质量为M，倾角为α的楔形 物A放在水平地面上.质量为m的B物体沿楔形物的 光滑斜面向下运动，在B运动的过程中，A物体保 持静止.则地面受到的压力多大？
7 用牛顿运动定律解决问题 （二）
博 学 连接体情景回u
常见连接方式 ①用轻绳(轻弹簧)连接
②用轻杆连接
A
③接触连接
F
F B
a
其他方式：场力(电场力、磁场力)作用在一起的物体组
常见连接方式 ①用轻绳(轻弹簧)连接
②用轻杆连接
A
③接触连接
F
F B
a
其他方式：场力(电场力、磁场力)作用在一起的物体组
A．g C.Mmg
M＋m B. M g
M－m D. M g
情景3 ．倾角θ=37°的光滑斜面固定在地面上，质 量mA=3kg的物块A和mB=2kg的木板B叠放在斜面上， A与B间的动摩擦因数μ=0.5．从静止开始，A沿B表 面向下运动，B在F=30N、平行于斜面的力作用下， 沿斜面向上做加速运动．已知sin37 °=0.6， cos37 °=0.8 ，取g=10m/s2，则此时物块A、木板B的加 速度分别是多少？
慎 思 连接体方法感悟 Lianjietifangfaganwu
求解连接体问题的方法：
1、加速度相同的连接体 （1）整体法隔离法相结合 （2）两次隔离法
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求绳子OA的拉力与物体Q受到的摩擦力的大小。
【解题探究】(1)结点O受到哪几个力的作用?这几个力的合力 为多少? 提示：结点O受到OA绳的拉力、OB绳的拉力和OC绳的拉力,这三 个力的合力为零。
(2)物体Q受到哪几个力的作用?这几个力的合力为多少? 提示：物体Q受到重力、桌面支持力、OB绳的拉力和静摩擦力 四个力的作用,这四个力的合力也是零。 (3)OC绳的拉力等于多少? 提示：OC绳的拉力等于物体P的重力,即300N。
可知
【变式训练】1.如图所示,在一细绳C点系住一重物P,细绳两端
和y轴方向上所受的合力。
3.由平衡条件得出的三个结论：
4.求解共点力平衡问题的一般步骤： (1)选取研究对象。 (2)将研究对象隔离出来,分析物体的受力情况并画受力示意图。 (3)根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解法。 (4)列方程求解,并检查答案是否完整、合理。
【微思考】
速度等于零时,物体一定处于平衡状态吗?
提示：不一定。平衡状态表现为速度始终不变,当物体某一瞬
间的速度为零,但加速度不为零时,物体速度会随时间发生变化,
就不是平衡状态。
【题组通关】
【示范题】(2014·济宁高一检测)如图所示,轻绳OA一端系于天
花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系在一物
体Q上,Q相对于水平桌面静止,OC绳挂一重为300N的物体P。试
的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力与第1、3 块石块间的作用力的大小之比为( )
A.
1 2
B.
3 2
C.
3 3
D. 3
【解析】选B。以石块1为研究对象受力分析,如图所示。由图
F21 =cos30°= 3 ,即第1、2块石块间的作用力与第1、3 F31 2 块石块间的作用力的大小之比为 3 。 2
【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
7 用牛顿运动定律解决问题(二)
1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点
学习 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 重件
静止 或_________ 匀速直线 1.平衡状态：一个物体在力的作用下,保持_____
状态。
竖直向下 。 ②产生条件：a=g,方向_________
【自我思悟】 物体处于超重或失重状态是由物体速度的方向决定的,还是由 物体加速度的方向决定的? 提示：是由物体加速度的方向决定的,与速度方向无关。
三、从动力学看自由落体运动 重力 作用,且重力恒定不变, 1.受力情况：运动过程中只受_____ 加速度 恒定。 所以物体的_______ 零 的竖直向下的_______ 匀加速 直线运动。 2.运动情况：初速度为___ 3.处理竖直上抛运动的基本公式：
所受重力的现象。 A (2)产生条件：物体具有__(A. 竖直向上 度。 B.竖直向下)的加速
2.失重： 小于 物体 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____ 所受重力的现象。 B (2)产生条件：物体具有__(A. 竖直向上 度。
B.竖直向下)的加速
(3)完全失重。
等于零 的 ①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_______
其中,FBO=FOB=200N,FCO=GP 由以上各式解得, 物体P的重力GP=200 3 N。 答案：200 3 N
2.(2014·吉安高一检测)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的
石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直
的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°。假设石块间
一、对平衡状态及平衡条件的理解
深化理解
1.两种平衡情形：
(1)物体在共点力作用下处于静止状态。
(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
2.两种平衡条件的表达式： (1)F合=0。
Fx合 0 (2) Fy合 0
其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后,物体在x轴
运动 状态。 _____ F合=0 2.平衡条件：_____ 。
【自我思悟】 一个物体同时受到两个大小相等、方向相反的作用力,则该物 体一定处于平衡状态吗? 提示：不一定。这两个力必须是共点力,物体才处于平衡状态。
二、超重与失重 1.超重：
大于 物体 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____
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。
【规范解答】对结点O和物体Q受力分析,如图所示：
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 其中,FCO=GP=300N 对物体Q,由平衡条件可得,FOB=Ff=FBO 解得：FAO=200 3 N=346N Ff=100 3 N=173N 答案：346N(或200 3 N) 173N(或100 3 N)
【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。
【解题探究】(1)结点O受到哪几个力的作用?这几个力的合力 为多少? 提示：结点O受到OA绳的拉力、OB绳的拉力和OC绳的拉力,这三 个力的合力为零。
(2)物体Q受到哪几个力的作用?这几个力的合力为多少? 提示：物体Q受到重力、桌面支持力、OB绳的拉力和静摩擦力 四个力的作用,这四个力的合力也是零。 (3)OC绳的拉力等于多少? 提示：OC绳的拉力等于物体P的重力,即300N。
可知
【变式训练】1.如图所示,在一细绳C点系住一重物P,细绳两端
和y轴方向上所受的合力。
3.由平衡条件得出的三个结论：
4.求解共点力平衡问题的一般步骤： (1)选取研究对象。 (2)将研究对象隔离出来,分析物体的受力情况并画受力示意图。 (3)根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解法。 (4)列方程求解,并检查答案是否完整、合理。
【微思考】
速度等于零时,物体一定处于平衡状态吗?
提示：不一定。平衡状态表现为速度始终不变,当物体某一瞬
间的速度为零,但加速度不为零时,物体速度会随时间发生变化,
就不是平衡状态。
【题组通关】
【示范题】(2014·济宁高一检测)如图所示,轻绳OA一端系于天
花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系在一物
体Q上,Q相对于水平桌面静止,OC绳挂一重为300N的物体P。试
的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力与第1、3 块石块间的作用力的大小之比为( )
A.
1 2
B.
3 2
C.
3 3
D. 3
【解析】选B。以石块1为研究对象受力分析,如图所示。由图
F21 =cos30°= 3 ,即第1、2块石块间的作用力与第1、3 F31 2 块石块间的作用力的大小之比为 3 。 2
【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
7 用牛顿运动定律解决问题(二)
1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点
学习 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 重件
静止 或_________ 匀速直线 1.平衡状态：一个物体在力的作用下,保持_____
状态。
竖直向下 。 ②产生条件：a=g,方向_________
【自我思悟】 物体处于超重或失重状态是由物体速度的方向决定的,还是由 物体加速度的方向决定的? 提示：是由物体加速度的方向决定的,与速度方向无关。
三、从动力学看自由落体运动 重力 作用,且重力恒定不变, 1.受力情况：运动过程中只受_____ 加速度 恒定。 所以物体的_______ 零 的竖直向下的_______ 匀加速 直线运动。 2.运动情况：初速度为___ 3.处理竖直上抛运动的基本公式：
所受重力的现象。 A (2)产生条件：物体具有__(A. 竖直向上 度。 B.竖直向下)的加速
2.失重： 小于 物体 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____ 所受重力的现象。 B (2)产生条件：物体具有__(A. 竖直向上 度。
B.竖直向下)的加速
(3)完全失重。
等于零 的 ①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_______
其中,FBO=FOB=200N,FCO=GP 由以上各式解得, 物体P的重力GP=200 3 N。 答案：200 3 N
2.(2014·吉安高一检测)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的
石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直
的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°。假设石块间
一、对平衡状态及平衡条件的理解
深化理解
1.两种平衡情形：
(1)物体在共点力作用下处于静止状态。
(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
2.两种平衡条件的表达式： (1)F合=0。
Fx合 0 (2) Fy合 0
其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后,物体在x轴
运动 状态。 _____ F合=0 2.平衡条件：_____ 。
【自我思悟】 一个物体同时受到两个大小相等、方向相反的作用力,则该物 体一定处于平衡状态吗? 提示：不一定。这两个力必须是共点力,物体才处于平衡状态。
二、超重与失重 1.超重：
大于 物体 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____
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。
【规范解答】对结点O和物体Q受力分析,如图所示：
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 其中,FCO=GP=300N 对物体Q,由平衡条件可得,FOB=Ff=FBO 解得：FAO=200 3 N=346N Ff=100 3 N=173N 答案：346N(或200 3 N) 173N(或100 3 N)
【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。