高中物理 第四章 牛顿运动定律 7 用牛顿运动定律解决问题(二) 新人教版必修1
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
6
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.
新人教版物理 课件：必修一4.7 超重与失重实验
超重与失重
必修一第四章第七节：用牛顿运动定律解决问题（二）
扁担歌
一、实验目的与实验原理
㈠实验室目的 验证物体在加速上升时超重，物体加速下落 时失重。 ㈡实验原理 ⑴示重：在测量物体重量时，观测者测量的 物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力，称为 示重。（也有人称之为视重） ⑵当物体加速上升时，其受到的拉力大于自身 重力，因此示重大于自身重力，即超重。当物 体加速下落时，表现为失重。
方案四、电子弹簧秤
V
●
●
电路图
实物图
方案五、完全失重演示仪
• 实验器材：绝缘支架、金属钩码、金属板、 橡皮筋、电源、小灯泡
• 实验步骤：将钩码放在金属板上，用橡皮筋 拉住钩码，按下图连接电路，让系统做抛体 运动
• 实验结果：完全失重时，小灯泡熄灭 • 优点：证明在所有抛体运动的整个阶段，都
处于完全失重。 • 缺点：需要训练才能很好完成实验
二、实验方案
• 生活中有太多的超重与失重实验，以下是 我们从二十七个实验方案中，选取的具有 代表性的六个实验方案。
• 这些实验方案从不同侧面验证了固体、液 体，在超重或失重时，对悬挂物的拉力或 支持物的压力与重力的关系。
• 实验方案将按照：实验器材、实验步骤、 实验结果、优点、缺点的顺序呈现。
方案一、挑扁担
中国手机
手机摄影
123 456 789 *0#
打开摄像机
模型图
123 456 789 *0#
手机弹簧秤
实图
沙袋A
手 机
拍摄结果
方案四、电子弹簧秤
• 实验器材：滑动变阻器、弹簧、电压表、电源 • 实验步骤：将弹簧固定在滑动变阻器的一端，
弹簧的另一端固定在滑片上；采用分压式接法， 电压变测量电压变化。 • 实验结果：把力的变化转化为电压变化 • 优点：力学、运动学、电学结合 • 缺点：高一还没有学习分压式接法，所以原理 不容易懂。
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。
4.7用牛顿运动定律解决问题(二)
课题 教学 目标 重点 难点 教学 环节
4.7 用牛顿定律解决问题（二）
主备人
刘玉兵
1．会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题． 2．了解超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质． 3．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． 1．共点力作用下物体的平衡条件及应用．2．发生超重、失重现象的条件及本质 超重、失重现象的实质
A α B
例 3.某物体受到四个力的作用而处于静止状态，保持其中三个力的大小和方向均不变，使另 一个大小为 F 的力方向转过 90°，则欲使物体仍能保持静止状态，必须再加上一个大小为 多少的力 （ ） A．F B． 2 F C．2F D．3F
☆导学二：超重和失重
例 4. 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= . ②人随电梯以加速度 a 匀加速上升时，人对地板的压力 F= . ③人随电梯以加速度 a 匀减速下降时，人对地板的压力 F= . ④人随电梯以加速度 a(a<g)匀加速下降时，人对地板的压力 F= . ⑤人随电梯以加速度 a(a<g)匀减速上升时，人对地板的压力 F= . ⑥人随电梯以加速度 g 匀加速下降，人对地板的压力 F= . 伴你整理要点 1.当物体具有向 加速度时，物体对测力计的作用力 物体所受的重力，这种现象叫 超重。 2.当物体具有向 加速度时，物体对测力计的作用力 物体所受的重力，这种现象叫 失重。
☆随堂练习
1．(多)下列四种运动中，属于失重现象的是 （ ） A.加速上升 B.加速下降 C.减速上升 D.减速下降 2．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是 （ ） A．静止 B．匀速直线运动 C．速度为零 D．各共点力的合力为零 3．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不受了 D．不论超重或失重，物体所受重力是不变的 4．长方体木块静止在倾角为 θ 的斜面上，那么斜面对木块作用力的方向 ( ) A．沿斜面向下 B．垂直斜面向上 C．沿斜面向上 D．竖直向上 5．姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，下列关于蹬地和离地上 升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力，不计空气阻力) ( ) A．两个过程中姚明都处在超重状态 B．两过程中姚明都处在失重状态 C．前过程为超重，后过程不超重也不失重 D．前过程为超重，后过程为完全失重 6.（多）原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体 A 静止在地 板上，现发现 A 突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是 ( ) A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降
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。
人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理
人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理第一节牛顿第一定律一、教学要求：1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验法是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、了解生活实例，知道什么是惯性，知道惯性大小与质量有关，并正确解释有关惯性的现象。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度运用惯性概念，解释有关实际问题2、难点：理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解3、疑点：牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形4、易错点：力和运动关系实际应用三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P75问题与练习第4题2、教材中的思想方法：理想实验的方法第二节实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学要求：1、通过实验探究和具体实例的分析，理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。
2、经历实验方案的制定和实验数据处理的过程，形成正确的思维方法，养成良好的科学态度。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：探究加速度与力、质量的关系：通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会“控制变量法”对研究问题的意义2、难点：实验方案的确立、实验数据的分析，包括：体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论认识数据处理时变换坐标轴的技巧了解将”不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法会对实验误差作初步分析3、疑点：为什么要作a-1/m图像4、易错点：实验的方法与步骤三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：2、教材中的思想方法：控制变量法、图像法处理数据第三节牛顿第二定律一、教学要求：1、通过实验归纳，理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义2、知道力的单位“牛顿”的定义方法3、根据牛顿第二定律进一步理解G=mg4、运用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：理解牛顿第二定律的内容会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题2、难点：认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）3、疑点：牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系4、易错点：受力分析三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P82 动力学方法测量质量P82 问题与练习12、教材中的思想方法：正交分解法进行力的计算第四节力学单位制一、教学要求：1、知道单位制的意义，知道国际单位制中力学的基本单位。
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
高中物理创新实验超重和失重
超重和失重一、使用教材人教版高中《物理必修１》第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)第二讲、二、实验器材自制支架、橡皮筋、定滑轮、绳子、整理箱、台秤、手机、电脑、传感器、饮料瓶、磁铁、医用润滑剂、蜡烛、气球、弹力圈等(图1、图2)三、实验创新要点/改进要点图１图2 本课实验改进的背景:生活中的超重失重现象往往转瞬即逝,难以观察。
在教材中,只是让学生“回忆" 乘坐电梯时的感受。
在以往教学实践中,也只是通过各种“巧妙”的实验,让学生“间接”感知超重失重,学生不能直截了当观察到超重失重现象(即物体对支持物的压力大于或小于物体所受重力的现象),增加了概念理解的难度、特别是关于学生最感兴趣的完全失重现象往往只能播放一些太空实验的视频。
依照新课程标准提出的“体验探究,倡导创新“的要求,我设计了创新实验装置,将“转瞬即逝”的物理过程“慢放定格",做到超重失重特别是完全失重过程的可视化,把太空舱里的完全失重实验搬到教室里来完成。
从而使教学过程更直观,使理论教学更水到渠成,使课堂教学更高效。
核心创新点:(一)超重、失重特别是完全失重过程的可视化:利用高速摄影＋追随摄影,即手机“慢动作”摄像结合与研究对象的同步运动,做到清楚地直截了当地观察超重、失重、完全失重现象;(二)实验结果的呈现做到实时化:利用网络技术+屏幕镜像技术,即利用无线网络(ＷiFi)和屏幕镜像软件,将手机屏幕上的内容实时展现到大屏幕上,马上实验结果立刻呈现在学生面前,无需任何额外操作和等待,提高了课堂效率;(三)利用同一平台,完成多种实验:用同样的实验方法,能够探究多种运动,特别是转瞬即逝的快速变化的运动。
通过开展“寻找超重失重"活动,能够激发学生的研究积极性。
如此以点带面,引导学生整合各类物理知识,设计综合性实验;(四)利用普通生活中的常见物品及随身携带的手机就能完成一系列实验,且能观察到以往在太空实验室中才能看到的实验结果,从而培养学生的科学精神和实验设计能力、四、实验原理／实验设计思路利用手机慢动作摄影功能结合与研究对象的同步运动,能够清楚记录快速变化的物理现象。
高中物理 第四章 牛顿运动定律 第7节 第2课时 超重和失重 从动力学看自由落体运动 新人教版必修1
如图所示，A、B 两物体叠放在一起， 以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )
A．在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 B．上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 C．下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 D．在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体受到的 重力
【解析】 (1)分段法 物体运动上升阶段 时间 t1＝vg0＝1 s，上升高度 v20＝2gh1，h1＝2vg20＝5 m 物体下降阶段，下降距离 H＝h1＋175 m 下落时间 t2，则 H＝12gt22，故 t2＝ 2gH＝6 s 落地速度 v，v＝gt2＝60 m/s，总时间 t＝t1＋t2＝7 s.
(4)运动特点 ①时间对称：当物体上升到最高点时，v＝0，则上升时间 为 t 上＝vg0.当物体落回原处时，位移 x＝0，则由位移公式可得 物体由抛出到落回原处所用的时间为 t＝2gv0.由于 t＝t 上＋t 下， 所以物体由最高处落回的时间 t 下＝vg0，即 t 上＝t 下，时间对称．
②速度对称：由位移速度关系式可得到物体在某一位置的 速度为 v＝± v20－2gx.由此式可以看出，物体在上升和下落经 过同一位置时，具有大小相等、方向相反的速度，即在运动速 度上具有对称性．
解析：上升和下降过程中，两物体均处于完全失重状态， A 对 B 的压力为零．
答案：A
要点 2|从动力学看几种典型运动 1．自由落体运动 (1)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． (2)力学特征：只受重力的作用，F 合＝G＝mg，是一个理 想化的运动模型． (3)运动特征：加速度等于重力加速度，a＝mG＝mmg＝g.
3．竖直上抛运动 (1)只在重力作用下，给物体一个竖直向上的初速度 v0，物 体所做的运动称为竖直上抛运动． (2)运动性质：物体的初速度 v0 竖直向上，加速度为 g 竖直 向下，所以竖直上抛运动是匀减速直线运动． (3)运动规律：取 v0 的方向为正方向，则 a＝－g，速度公 式 v＝v0－gt；位移公式 x＝v0t－12gt2；位移、速度关系式 v2－ v20＝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所示，重力 加速度的大小为 g.在这段时间内下列说法中正确的是( )
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)
第四章
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
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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)
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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
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(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
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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
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。
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。
(学习方略)2013-2014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
A.a=gsinθ ,F=(M+m)g(μ +sinθ )
B.a=gcosθ ,F=(M+m)gcosθ C.a=gtanθ ,F=(M+m)g(μ +tanθ ) D.a=gcotθ ,F=μ (M+m)g 【标准解答】选C。B物体受到重力、支持力作用，其合力向左， 根据牛顿第二定律得mgtanθ=ma，解得a=gtanθ；研究A、B整 体同理有F-μ(M+m)g=(M+m)a，解得F=(M+m)g(μ+tanθ)，C正
答案:tanθ
二
对超重、失重现象的理解
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”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或 台秤所受的压力。当物体处于超重或失重时,物体的重力并未 变化,只是视重变了。
2.超重、失重的分析
【特别提醒】(1)超重与失重现象仅仅是一种表象,只是拉力 (或压力)的增大或减小,物体的重力大小是不变的。
)
A.游泳运动员仰卧在水面上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，它必然有竖直向下的加速度 【解析】选D。失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，
即加速度方向向下，故D对；运动员处于静止状态,合力为零，
既不失重，也不超重，A错误；不管是超重还是失重，物体的
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
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= 。
第7节用牛顿运动定律解决问题二
第四章牛顿运动定律第7节用牛顿运动定律解决问题（二）【学习目标】（只有定向才不会迷失方向）1、能运用牛顿运动定律解决比较复杂的问题2、知道什么是物体处于平衡状态，知道物体在共点力作用下的平衡条件，即合力为零。
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，并能分析说明一些简单的问题。
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。
【学习过程】（用心参与课堂，提高学习效率）Ⅰ基础体验（课前自由探索）1、（1）共点力的概念：。
（2）共点力作用下物体平衡的概念：。
（3）共点力作用下物体的平衡条件：。
如果物体所受合力为零，则这些力在相互垂直的两个方向上的合力也一定。
问：①平衡状态就是静止状态吗？②速度为零和静止是不是一回事？2、（1）实重、视重、超重、失重和完全失重的概念：实重：视重：超重：失重：完全失重：（2）问：①超重或者失重是不是物体的重力增加或者减小了？②物体出现超重或失重状态的原因是在竖直方向具有。
（3）对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有的加速度时，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。
②当物体具有的加速度时，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。
③物体对测力计的作用力的读数状态叫完全失重状态。
处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。
④物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力。
⑤在空间站完全失重状态下的工业产品叫太空工业产品，太空工业可以在微重力条件下生产出地面上无法生产的新产品。
3、从动力学看自由落体运动（1）自由落体运动的两个条件：一是初速度等于二是只受（2）根据牛顿第二定律，质量为m的物体做自由落体运动时所受的合力F= ，则可以求得它的加速度a= 所以加速度的是恒定的。
根据运动学公式，它下落时间t的速度表达式，位移表达式是（3）竖直向上抛出的物体在空中运动时，如果不计空气阻力的作用，他所受的合力的大小是方向 ，根据牛顿第二定律它的加速度大小a= 因为向上抛出的物体的初速度方向向上，因此物体在竖直方向上做匀减速运动，但是物体不可能停在空中，它随即就会向下运动，尽管向下和向上的运动速度不同，但是受力情况完全相同，所以竖直上抛运动分成两个运动阶段① ② 。
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判断正误
1．物体处于超重时，物体的重力增加，处于失重时 物体的重力减小．(×)
2．竖直向上抛的物体上升时超重，下降时失重．(×) 3．在加速上升的电梯中用弹簧秤测一物体的重力， “视重”大于物体的重力．(√)
小试身手 2．下列关于超重和失重的说法中，正确的是( ) A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于 静止状态时增加或减小了
2．竖直向上抛出的物体上升到最高点时，其加速度 为零．(×)
3．竖直向上抛出的物体当空气阻力不能忽略时，上 升阶段的加速度大于下落阶段的加速度．(√)
小试身手
3．(多选)一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计 空气阻力)．t＝0 时抛出，得到如图所示的 s-t 图象，则 ()
A 该行星表面的重力加速度为 8 m/s2 B．该物体上升的时间为 5 s
sin α－μcos α B.cos α＋μsin αmg
C．mgsin α＋μmgcos α
mgsin α＋μmgcos α
D.
cos α
解析：物体做匀速运动处于平衡状态，受力分析如图 所示，由平衡条件得：
A. 23mg，12mg C. 43mg，12mg 答案：A
B.12mg， 23mg
D.12mg，
3 4 mg
2.如图所示，质量为 m 的物体，在水平力 F 的作用
下，沿倾角为 α 的粗糙斜面向上做匀速运动，物体与斜
面间的摩擦因数为 μ.则水平推力的大小为( )
sin α＋μcos α A. cos α－μsin α mg
特别说明 如果物体只在某一方向上处于平衡状 态，则该方向上合力为零，因此可以在该方向上应用平衡 条件列式求解．
【典例 1】 如图，质量为 m 的物体置于倾角为 θ
＝37°的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为 μ ＝0.1，如图甲所示，先用平行于斜面的推力 F1 作用于物 体上，使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力 F2 作用 于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，如图乙所示， 求两次推力之比(sin 37°＝0.6，cos37 °＝0.8)．
C．物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态 D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态 答案：C
知识点二 超重和失重
提炼知识 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) 小于物体所受重力的现象．
3．完全失重：当物体向下的加速度为 g 时，物体对 支持物、悬挂物完全没有作用力速度也等于零时，物体才处 于平衡状态．(×)
2．在平直赛道上以很大的速度匀速飞驰赛车处于平 衡状态．(√)
3．当物体被竖直向上抛出达最高点时，此时刻物体 处于平衡态，上升和下降时不处于平衡态．(×)
小试身手 1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( ) A．若物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处 于平衡状态 B．某物体相对于另一物体保持静止时，该物体一定 处于平衡状态
2.发生超重、失重现象 的条件及本质．
难 1.共点力平衡条件的应 点 用.
2.超重、失重现象的实 质．正确分析受力并恰 当地运用正交分解法.
知识点一 共点力的平衡条件
提炼知识 1．平衡状态：一个物体在力的作用下保持静止或匀 速直线运动的状态． 2．平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合 力为 0.
C．该物体被抛出时的初速度为 10 m/s D．该物体落到行星表面时的速度为 20 m/s 答案：AD
拓展一 平衡状态、平衡条件的理解应用
1．什么是平衡状态？ 提示：物体保持静止或匀速直线运动的状态叫做平 衡状态． 2．物体只有在不受力作用时，才能保持平衡状态吗？ 提示：不是．因为处于平衡状态时，物体所受的合力 为零，而不只是不受力作用．
第四章 牛顿运动定律
7 用牛顿运动定律解决问 题(二)
学习目标
1.理解共点力作用下物体平 衡状态的概念以及共点力作 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.
重点难点
重 1.共点力作用下物体的 点 平衡条件及应用.
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．
3．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时，但速度要发生变化，即加速度 不为零时，就不是平衡状态．
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.
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重 力都没有变化
答案：D
知识点三 从动力学看自由落体运动
提炼知识 1．受力情况：运动过程中只受重力作用，因重力恒 定不变，所以物体的加速度恒定． 2．运动情况：初速度为零的竖直向下的匀加速直线 运动．
判断正误
1．做自由落体运动的不同物体经相同时间，速度的 增加一定相同．(√)
解析：根据共点力平衡条件，可得 F1 作用时：
F1＝mgsin θ＋μFN，① FN＝mgcos θ，② F2 作用时：F2cos θ＝mgsin θ＋μFN′，③ FN′＝mgcos θ＋F2sin θ，④
联立①②③④式，得FF12＝3570. 答案：3570
1．用三根轻绳将质量为 m 的物块悬挂在空中，如图 所示．已知 ac 和 bc 与竖直方向的夹角分别为 30°和 60°，则 ac 绳和 bc 绳中的拉力分别为( )