用牛顿运动定律解决问题(二)ppt
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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.
人教版高中物理必修一 用牛顿运动定律解决问题(二)1 PPT课件
F
F O F3 G
B
F2
例题2：如右图所示，重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间，细绳OB的一端固定于左墙B点，且OB沿水平方向，细 绳OA挂于右墙的A点。 1．当细绳OA与竖直方向成θ角时，两细绳 OA、OB的拉力FA、FB分别是多大? 分析与解: 根据题意,选择电灯受力分析,它分别受 到重力G，两细绳OA、OB的拉力FA、FB ，可 画出其受力图，由于电灯处于平衡状态,则 两细绳OA、OB的拉力FA、FB 的合力F与重力 大小相等，方向相反，构成一对平衡力。 可得：
4.7用牛顿运动定律 解决问题（二）
课程标准实验教科书 物理1 第四章
我来做一做！
用细棉线将一钩码轻轻提起。
1、钩码静止时，棉线受到的拉力为多少？ 说出根据。 2、手拿棉线将钩码突然向上提升，棉线有 何变化？
用牛顿运动定律解决问题（二）
一、共点力的平衡条件
二、超重和失重
学习目标：
• (1)知识与技能 • ①知道什么是物体处于平衡状态及在共点力作用下物体的平衡条件。 • ②知道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分析， 并能说明一些简单的相关问题。 • ③ 能解答以自由落体为基础的竖直方向的运动学问题。 • (2)过程与方法 • ①通过学生亲手实验，培养其观察能力和分析推理能力。 • ②通过学生自主探究、合作探究，让学生真正参与到知识的形成过程中，让 学生学会学习。 • (3)情感态度与价值观 • ①借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，激发学生的兴趣，感受 物理与生活、社会与科学技术的相关性，培养学生热爱物理、热爱科学的情感。 • ②搭建学生自我展示的舞台，鼓励学生建立自信，敢于探索、 勇于质疑，学会交流与合作，以达到“我学习，我快乐”的 目的。
F O F3 G
B
F2
例题2：如右图所示，重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间，细绳OB的一端固定于左墙B点，且OB沿水平方向，细 绳OA挂于右墙的A点。 1．当细绳OA与竖直方向成θ角时，两细绳 OA、OB的拉力FA、FB分别是多大? 分析与解: 根据题意,选择电灯受力分析,它分别受 到重力G，两细绳OA、OB的拉力FA、FB ，可 画出其受力图，由于电灯处于平衡状态,则 两细绳OA、OB的拉力FA、FB 的合力F与重力 大小相等，方向相反，构成一对平衡力。 可得：
4.7用牛顿运动定律 解决问题（二）
课程标准实验教科书 物理1 第四章
我来做一做！
用细棉线将一钩码轻轻提起。
1、钩码静止时，棉线受到的拉力为多少？ 说出根据。 2、手拿棉线将钩码突然向上提升，棉线有 何变化？
用牛顿运动定律解决问题（二）
一、共点力的平衡条件
二、超重和失重
学习目标：
• (1)知识与技能 • ①知道什么是物体处于平衡状态及在共点力作用下物体的平衡条件。 • ②知道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分析， 并能说明一些简单的相关问题。 • ③ 能解答以自由落体为基础的竖直方向的运动学问题。 • (2)过程与方法 • ①通过学生亲手实验，培养其观察能力和分析推理能力。 • ②通过学生自主探究、合作探究，让学生真正参与到知识的形成过程中，让 学生学会学习。 • (3)情感态度与价值观 • ①借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，激发学生的兴趣，感受 物理与生活、社会与科学技术的相关性，培养学生热爱物理、热爱科学的情感。 • ②搭建学生自我展示的舞台，鼓励学生建立自信，敢于探索、 勇于质疑，学会交流与合作，以达到“我学习，我快乐”的 目的。
4-7用牛顿运动定律解决问题(二)
和水球组成的系统其重心有向下的加速度，整个系统将处 于失重状态，故台秤的示数将变小． 答案：A
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
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
4-7-1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
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，
第4讲 牛顿运动定律的综合应用(二)
2 μgL 。显然,若v带< 2 μgL ,则物体在传送带上 其离开传送带时的速度为v= 2 μgL ,则物体在传送带上将一直加速运动。 将先加速,后匀速运动;若v带≥
甲 (2)v0≠0,且v0与v带同向,如图乙所示。
乙 ①v0<v带时,由(1)可知,物体刚放到传送带上时将做a=μ g的匀加速运动。假
v3=v1+a2Δt ⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板的位移为
v1 v3 s1= Δt 2
小物块的位移木板的位移为
Δs=s2-s1
联立⑥⑧⑨⑩ 式,并代入数据得 Δs=6.0 m 因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0 m。 (3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加 速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3。由牛顿第二定律及运动 学公式得
mg sin α(α为传送带的倾角)。
(2)物体和传送带一起加速运动 ①若物体和传送带一起向上加速运动,传送带的倾角为α,则对物体有f-mg sin α=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上,大小为f=ma+mg sin α。
②若物体和传送带一起向下加速运动,传送带的倾角为α,则静摩擦力的大 小和方向决定于加速度a的大小。 当a=g sin α时,无静摩擦力; 当a>g sin α时,有mg sin α+f=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向下,
v 5 t 2= = s=1 s a 5 v 2 25 s2= = =2.5 m 2a 10
s3=s1-s2=(10-2.5) m=7.5 m,
3 t 3= =1.5 s
s v
t总=t1+t2+t3=4.5 s
甲 (2)v0≠0,且v0与v带同向,如图乙所示。
乙 ①v0<v带时,由(1)可知,物体刚放到传送带上时将做a=μ g的匀加速运动。假
v3=v1+a2Δt ⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板的位移为
v1 v3 s1= Δt 2
小物块的位移木板的位移为
Δs=s2-s1
联立⑥⑧⑨⑩ 式,并代入数据得 Δs=6.0 m 因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0 m。 (3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加 速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3。由牛顿第二定律及运动 学公式得
mg sin α(α为传送带的倾角)。
(2)物体和传送带一起加速运动 ①若物体和传送带一起向上加速运动,传送带的倾角为α,则对物体有f-mg sin α=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上,大小为f=ma+mg sin α。
②若物体和传送带一起向下加速运动,传送带的倾角为α,则静摩擦力的大 小和方向决定于加速度a的大小。 当a=g sin α时,无静摩擦力; 当a>g sin α时,有mg sin α+f=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向下,
v 5 t 2= = s=1 s a 5 v 2 25 s2= = =2.5 m 2a 10
s3=s1-s2=(10-2.5) m=7.5 m,
3 t 3= =1.5 s
s v
t总=t1+t2+t3=4.5 s
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)
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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
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
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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
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
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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)
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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
牛顿第二定律及两类基本问题-PPT课件
31
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(3)选取正方向或建立坐标系.通常以加速 度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向. (4)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(3)选取正方向或建立坐标系.通常以加速 度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向. (4)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.
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。
第七课时 用牛顿运动定律解决问题(二)
栏 目 链 接
答案：AD
知 识 清 单
要点2
超重和失重
1 ．不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发
生变化． 2．超重：当物体具有 ________ 向上 的加速度时 (包括向上 加速或向下减速两种情况)，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． 3．失重：物体具有 ________ 向下 的加速度时(包括向下加 速或向上减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂物 的拉力)________ 小于 自身重力的现象．
栏 目 链 接
由牛顿第三定律，人对座椅的压力FN2′＝FN2，则 FN2′ 8 mg ＝3. 8 答案：(1)0 (2) 3 名师点睛：解此类题同样要正确选取研究对象，以加 速度方向为正方向，应用牛顿第二定律列式求解．还要注 意的是，应用牛顿第二定律求解的结果是人受的力，还要 根据牛顿第三定律加以说明．
零的状态．
综 合 拓 展
2．求解共点力作用下物体平衡的方法．
(1) 解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问
题．根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个
栏 目 链 接
平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这个三角形求
解平衡问题．若力的三角形不是直角三角形，可利用力的 三角形与空间几何三角形相似求解． (2)正交分解法：处理三力或三力以上的平衡问题时非 常方便．此时平衡条件可表示为Fx合＝0，Fy合＝0.
栏 目 链 接
解析：设座舱距地面30 m时速度为v，h1＝50 m， h2＝30 m. (1)开始自由下落过程人和座舱只受重力，此时a＝ g，由牛顿第二定律得：mg－FN1＝ma则FN1＝0
(2)开始自由下落的阶段，由运动学公式得： v2＝2gh1① 制动减速阶段，由运动学公式得：v2＝2ah2② 由牛顿第二定律得：FN2－mg＝ma③ 5 由①②得：a＝ g④ 3 8 由③④得：FN2＝ mg 3
答案：AD
知 识 清 单
要点2
超重和失重
1 ．不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发
生变化． 2．超重：当物体具有 ________ 向上 的加速度时 (包括向上 加速或向下减速两种情况)，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． 3．失重：物体具有 ________ 向下 的加速度时(包括向下加 速或向上减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂物 的拉力)________ 小于 自身重力的现象．
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由牛顿第三定律，人对座椅的压力FN2′＝FN2，则 FN2′ 8 mg ＝3. 8 答案：(1)0 (2) 3 名师点睛：解此类题同样要正确选取研究对象，以加 速度方向为正方向，应用牛顿第二定律列式求解．还要注 意的是，应用牛顿第二定律求解的结果是人受的力，还要 根据牛顿第三定律加以说明．
零的状态．
综 合 拓 展
2．求解共点力作用下物体平衡的方法．
(1) 解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问
题．根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个
栏 目 链 接
平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这个三角形求
解平衡问题．若力的三角形不是直角三角形，可利用力的 三角形与空间几何三角形相似求解． (2)正交分解法：处理三力或三力以上的平衡问题时非 常方便．此时平衡条件可表示为Fx合＝0，Fy合＝0.
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解析：设座舱距地面30 m时速度为v，h1＝50 m， h2＝30 m. (1)开始自由下落过程人和座舱只受重力，此时a＝ g，由牛顿第二定律得：mg－FN1＝ma则FN1＝0
(2)开始自由下落的阶段，由运动学公式得： v2＝2gh1① 制动减速阶段，由运动学公式得：v2＝2ah2② 由牛顿第二定律得：FN2－mg＝ma③ 5 由①②得：a＝ g④ 3 8 由③④得：FN2＝ mg 3
人教版高中物理必修一用牛顿运动定律解决问题(二)课件
如果人下蹲后又突然站起，情况又会怎样？
物体对支持物 的压力(或对悬 挂物的拉力) 等 于0的情况称为 完全失重现象。
四、完全失重
瓶中的水为什么不会流出？
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。
三、从物理走向生活
1、电梯从底楼到顶楼
匀加速上升 匀速上升 匀减速上升 支持力大于重力 超重 支持力大于重力
支持力小于重力 失重
三、从物理走向生活
2、电梯从顶楼到底楼
匀加速下降 匀速下降 匀减速下降 支持力小于重力 失重 支持力等于重力
支持力大于重力 超重
特别注意
“超重”、“失重”现象与物体运动的速度 方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方 向．
爱在哪里，哪里就有感动；
梦在哪里，哪里就有未来；
你在哪里，哪里就有
汇文中学的真诚祝福
（09广东）某人在地面上用弹簧秤 称得体重为490N。他将弹簧秤移至 电梯内称其体重，t0至t3时间段内， 弹簧秤的示数如图所示，电梯运行 的v-t图可能是（取电梯向上运动的 方向为正）
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。
思考
a 运动 v 类型 方向 方向 加速 上升 减速 上升 加速 下降 减速 下降 方程
发现
压力F，大小 F，与mg （F，=F） 谁大 现象
F—mg=ma F，=mg+ma F， ＞mg 超重
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。
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
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图４-7-1
图４-7-2
（5）动态平衡问题的分析方法 在有关物体平衡的问题中，存在着大量的动态 问题，所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物 理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题， 即任一时刻处于平衡状态。 ①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分 析，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的 一般函数式，然后根据自变量的变化确定应变参 量的变化。 ②图解法：对研究对象进行受力分析，再根 据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下 的力的矢量图（画在同一个图中），然后根据有 向线段（表示力）的长度变化判断各个力的变化 情况。 7/19/2018
物体存在向上
的加速度
两种情况：
加速上升 减速下降
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： 根据牛顿第二定律： G － F ＝ma F ＝ G － ma ＜ G
a
F
v 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤 的压力F′（弹簧秤的示数）小于 物体的重力
G
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。
第四章
牛顿运动定律
用牛顿运动定律解决问题，保持静止或匀速直线运动状态。
⑵共点力作用下物体的平衡条件
---合力为０。
平衡状态的常见情况： ①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
FN F
G
G
平衡状态的常见情况：
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。
F
mg
一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快 到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的 加速度匀减速下降，求这时他对电梯 a 地板的压力。（g=10m/s2）
F
解 人向下做匀减速直线运动，加 速度方向向上。 v 根据牛顿第二定律得： F－mg＝ma
F ＝910N
m g
根据牛顿第三定律，人对地板的压力 大小等于910N，方向竖直向下。
a F
F－G＝ma F ＝ ma＋ G ＞ G
v G
物体所受的拉力F与物体对弹簧秤 的拉力F′（弹簧秤的示数）大于物 体的重力。
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。
一个质量为70Kg的人乘电梯 下楼。快到此人要去的楼层 时，电梯以3m/s2的加速度 a 匀减速下降，求这时他对电 梯地板的压力。（g=10m/s2 v ）
物体存在向下
的加速度
两种情况：
加速下降 减速上升
物体对支持物 的压力(或对悬 挂物的拉力) 等 于0的情况称为 完全失重现象。
加速度等于g
两种情况：
自由落体
竖直上抛
大 P101 2
3
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。
规 与v方向无关 律： 视重 > 重力 a竖直向上 超重状态 视重 < 重力 a竖直向下 失重状态
视重:弹簧测力计或台秤的示数
超重还是失重由a决定，
作业
大 P85 变式训练1
（4）利用平衡条件解决实际问题的方法 ①力的合成、分解法：对于三力平衡，根据任意两个力的合力与第三 个力等大反向的关系，借助三角函数、相似三角形等手段来求解；或将某 一力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力势必与另外两个力 等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。 ②矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时， 这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力的 矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角 形法，根据正弦定理或相似三角形数学知识可求得未知力。 ③相似三角形法：相似三角形法，通常寻找一个矢量三角形与几何三 角形相似，这一方法仅能处理三力平衡问题。 ④三力汇交原理：如果一个物体受到三个不平行力的作用而平衡，这 三个力的作用线必在同一平面上，而且必为共点力。 ⑤正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合 Fx=0 Ｆy＝０，多用于三个以上共点力作用下物体 的平衡。但选择x、y方向时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽 可能是已知力，不宜分解待求力。 提醒：将各种方法有机的运用会使问题更易于解决，多种方法穿插、 灵活使用，有助于能力的提高。
用弹簧秤测物体的重力时应 使物体处于什么状态？ 物体处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的？ 物体拉弹簧的力的示数
根据平衡条件和牛顿第三定律知道：
弹簧秤的示数等于物体重力的大小.
用弹簧秤测物 体的重力时， 突然向上加速 运动，弹簧秤 的示数如何变 化？
物体的受力情况
物体向上加速时： 根据牛顿第二定律：
【例1】一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为 100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜 面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动，求施加此力前，物体在斜面上受 到的摩擦力为多大？
【答案】40 N 【解析】物体沿斜面向上运动时受力分析如图４-7-1所示。 由共点力的平衡条件，x轴：F1-mgsinα-f1=0， y轴：mgcosα-FN1=0 又f1=μFN1 物体沿斜面向下运动时受力分析如图４-7-2所示。 由共点力的平衡条件得 x轴：f2-F2-mgsinα=0，y轴：mgcosα-FN2=0 又f2=μFN2，f1=f2=f 以上各式联立得：f1=f2=f=（F1+F2)/2 代入数据得：f=(100+20)/2 N=60 N 当不施加此力时,物体受重力沿斜面向下的分力 mgsinα=40 N<f=60 N 物体静止在斜面上，受到的摩擦力为40 N。
大 P105 4
平衡状态的常见情况：
③物体在n个共点力作用下处于平衡状态 时，其中任意(n-1)个力的合力必定与 第n个力等大、反向。 ④当物体处于平衡状态时，沿任意方 向物体的合力均为零。 ⑤当物体在某个方向上处于平衡状 态，在此方向上物体的合力为零。
生活中偶然会碰到这样 一个现象，多人同乘一 台电梯，当静止时，超 重报警装置并没有响， 可是当电梯刚向上起动 时，报警装置却响了起 来，运行一段时间后， 报警装置又不响了，难 道人的体重会随着电梯 的运行而发生变化吗？