人教版高中物理《第四章牛顿运动定律》PPT优秀课件

某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB=tBA。 电梯中的超重和失重现象
第四章 牛顿运动定律 中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到
节点O也是一理想化模型。 （3）物体在n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)个力的 合力必定与第n个力等大、反向，作用在同一直线上。 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状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 失重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
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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？ FN
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
mg
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？
mg FN ma FN mg ma mg
①全程法 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。 失重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。 失重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
设人的最大举力为Ｆ，由题意可得Ｆ=m1g=60 kg×10 m/s2＝600Ｎ。 竖直上抛运动的对称性，如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，
2.对竖直上抛运动的理解 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
第七节 用牛顿运动定律解决问题（二） 物体处于超重状态时，其重力增加了 解得m3=F/(g+a)=600/(10+2.
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3.下列关于超重和失重的说法中，正确的是 ( D ) 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 D.物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化
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4.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8０kg的物体。求： （１）此电梯的加速度多大？ （２）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里 最多能举起物体的质量是多少？（取g=10 m/s2）
视频三
视频四
结合以上视频请你分析： 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？
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三、从动力学看自由落体运动
1.对自由落体运动的理解 (1)自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落 的运动，即物体的初速度为零。 (2)由于物体在做自由落体运动时所受重力是一个恒力， 由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度也是恒定加速度， 从这个角度看，自由落体运动是匀变速直线运动。 (3)从牛顿第二定律F=ma可知，物体所受重力产生下落的 加速度，mg=ma，所以a=g。
学过的二力平衡。 第七节 用牛顿运动定律解决问题（二） 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状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 物体具有竖直向上的加速度时为超重状态 中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到 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状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题。 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？
②分阶段法 将全程分为两个阶段，即上升过程的
匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。 竖直上抛运动的对称性，如图所示，物体 以初速度v0竖直上抛， A.B为途中的任意两点，C为最高点，则
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①时间对称性 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所 用时间tCA相等，同理tAB=tBA。 ②速度对称性 物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大 小相等。
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四、当堂训练
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
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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段做自由落体运动，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。
学过的二力平Biblioteka 。解(1)得自电由梯落的设体加运人速动度是的为物a最体=g只－大在Ｆ重举/m力2力作＝用1为0下m从／Ｆ静s2，止-6开0由0始/80下题m落/意s的2＝运可2动. ，得即Ｆ物体=的m初速1度g为=零6。0 kg×10 m/s2＝600Ｎ。
超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。
学习目标
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，能通过牛顿运 动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上的运动学 问题（竖直上抛、竖直下抛等）。
某人在地【面上解最析多能】举起（60１kg的）物不体，管而在在一地个加面速下上降，的电还梯里是最在多能变举起速8０运kg动的物的体。电梯里，人的最大举力
下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱
（1）若物是体一在两定个力的同，时作这用下是处该于平题衡状的态隐，则含这条两个件力。大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零，这就是初中
竖直上抛运动的处理方法一般有两种： 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB=tBA。
知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为0。 物体具有竖直向下的加速度时为失重状态 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？
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例1.城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三
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
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一、共点力的平衡条件
1.平衡状态：如果一个物体在力的作用下，保持静止或匀 速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 2.共点力作用下物体的平衡条件是合力为０。 3.平衡条件的四个推论 （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，这就是初中学过的二力平衡。
设图人为的 这最类选大结举构被力的举为一Ｆ种物，简由化体题模为意型可。研得Ｆ究=m对1g=象60，kg×它10 m受/s2到＝6重00Ｎ力。m2g和举力Ｆ的作用，在电梯以加速
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（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。 （3）物体在n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)个力的合力必定与第n个力等大、反向，作 用在同一直线上。 （4）当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均 为零。
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观看动画： 电梯中的超重和失重现象
视频一
视频二
超重与失重小结
1.超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）
大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。
2.失重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）
小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
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3.完全失重
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。
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4.超重与失重知识总结：
(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时为超重状态 物体具有竖直向下的加速度时为失重状态 超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关
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观看动画，加深对 超重和失重的感悟
F1
G sin
F2
G tan
例题1的题型特点：
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。
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二、超重和失重
例2.人站在电梯中，人的质量为m。 求：①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？
FN 因为人是静止的所以合外力为0有：
FN mg
再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力 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？
FN 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
FN mg ma FN ma mg mg mg
第七节 用牛顿运动定律解决问题（二） 物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化
选被举物体为研究对象，它受到重力m2g和举力Ｆ的作用，在电梯以加速度a下降时，根据牛顿第二定律有m2g－Ｆ＝m2a。 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。 （3）物体在n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)个力的 合力必定与第n个力等大、反向，作用在同一直线上。 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 （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，这就是初中 学过的二力平衡。 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8０kg的物体。 (2)由于物体在做自由落体运动时所受重力是一个恒力，由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度也是恒定加速度，从这个角度看，自 由落体运动是匀变速直线运动。 物体具有竖直向上的加速度时为超重状态。 物体处于完全失重状态时，其重力为零 (2)由于物体在做自由落体运动时所受重力是一个恒力，由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度也是恒定加速度，从这个角度看，自 由落体运动是匀变速直线运动。 设人的最大举力为Ｆ，由题意可得Ｆ=m1g=60 kg×10 m/s2＝600Ｎ。 求：①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？ （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，这就是初中 学过的二力平衡。 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？ 物体具有竖直向上的加速度时为超重状态 竖直上抛运动的处理方法一般有两种：
将竖直上抛运动视为竖直向上的加速度为g 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。
共点力作用下物体的平衡条件是合力为０。 某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图 衡位置，人在从P点落下到最低点c的过
的匀减速直线运动。 （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，这就是初中
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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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 mg FN mg mg 0
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。