用牛顿运动定律解决问题

三根细绳悬挂处于静止状态,已知细绳OA处于水
平, OB与竖直方向成60°角,求细绳OA、OB和OC
张力的大小。
解：对物体受力分析,对绳 子O点受力分析 F=F1’=F1=G F2=F/cos 600 =2G F3=Ftan 600 3G
F
600 B
A
F2
F3 O F1’
C F1
G
4.重力为G的物体用如图所示的OA、OB、
方向竖直向下
G
做自由落体运动的两个条件： 第一，物体是由静止开始下落
的，即运动的初速度为0。 第二，运动过程中只受重力的作
用。
v0=0 G
竖直上抛运动
（1）竖直上抛运动定义：物体以一 定的初速度竖直向上抛出后只在重力作 用下的运动。
（2）竖直上抛运动加速度F合
=aG =mF g合mg g mm
方向竖直向下
知识要点
1. 超重：物体对支持物的压力或对悬挂 物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。
例题
如图，人的质量为m， 当电梯以加速度a加速下 降时，人对地板的压力N’ v 是多大？
N a
G
N’
解：人为研究对象，人在升降机中受 到两个力作用：重力G和地板的支持力 Ｎ由牛顿第二定律得 mg－N = m a 故：N = mg - m a，人受到的支持力N 小于人受到的重力G，由牛顿第三定律 得：压力N’小于重力G。
A. 物体仍然相对斜面静止，物体所 受的各个力不变。 B. 因物体处于失重状态，物体不受 任何力的作用。
C. 因物体处于失重状态，所以物体 所受重力变为零，其他力不变。
D. 物体处于失重状态，除了受到的 重力不变外，不受其他的力的作用
3.金属小筒的下部有一个小孔A,当筒内盛 水时，水会从小孔中流出,如果让装满水的小 筒从高处自由下落,不计空气阻力,则在小筒自 由下落的过程中（ ）
2.失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物 的拉力）小于重力的现象叫失重。
实质：重力不变而对支持物的压力（或对悬 挂物的拉力）变小。
牛顿第一定律
牛顿运动定律
牛顿第二定律 a=F/m 或F = ma
牛顿第三定律 F=－F＇
指出了物体具有 惯性。揭示了运 动和力的关系：
力是改变物体 运动状态的原因
定量地描述运动和 力的关系——大小 关系、方向关系和 瞬时关系，指出：
1. 在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯 内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量 10kg的物体(g取10m/s2)，则（ ）
A．天平的示数为10kg B．天平的示数为14kg C．弹簧秤的示数为100N D．弹簧秤的示数为140N
2. 如图所示，在一升降机中，物体 A置于斜面上，当升降机处于静止状 态时，物体A恰好静止不动，若升降 机以加速度g竖直向下做匀加速运动时， 以下关于物体受力的说法中正确的是 （）
A. 水继续以相同的速度从小孔中喷出 B. 水不再从小孔中喷出 C. 水将以较小的速度从小孔中喷出 D. 水将以更大的速度从小孔中喷出
3、从动力学看落体运动
自由落体运动
（1）自由wk.baidu.com体运动定义:物体只在重力作用
下从静止开始下落的运动。
（2）自由落体加速度: F合=G=mg
aF合mg g mm
v0=0
知识要点
2. 失重：物体对支持物的压力或对悬挂 物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。
3. 完全失重：当升降机以加速度 a = g竖直加 速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉 力（视重）为零的现象。
4. 视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的 拉力
（1）视重大于重力 超重 （2）视重小于重力 失重 （3）视重等于重力 静止或匀速状态 （4）视重等于零 完全失重
OC三根细绳悬挂处于静止状态,已知细绳OA
处于水平,OB与竖直方向成60°角,求细绳OA、
OB和OC张力的大小。
解：分解法：物体受力
分析：F1=G对绳子O点受
力
分析F2x=F2sin
6030
2
F2
F2 2
F2y=F2cos 600
F2y F2 600 B
A
F3 O F1’F2x C F1
G
合成法：物体受力分析：F2y F2=2 F1’=G
V0 G
（3）竖直上抛运动研究方法：以向上方
向为正方向，竖直上抛运动是一个加速度
为－g的匀减速直线运动。
（4）竖直上抛运动规律公式
v0
vt v0gt
xv0t12g2t
G
1. 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0.6s、 1.6s后物体的位置（g取10m/s2）。
解：力的合成法：
F1
F
对球受力分析：F=G
F1=F/cosθ=G/cosθ F2=Ftanθ =Gtanθ
F2
θ
G
力的分解法：
对球受力分析：
F1x=F1sinθ
F1y=F1cosθ=G
F1x
F1=G/cosθ
F2=F1x=F1sinθ
=Gsinθ/cosθ=Gtanθ
F1y F2
G
3. 重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC
F2 2FG 3 = F2x
3 2 F2 3G
F2y
A
600 B
F3 O F1’F2x
C F1
G
2、超重和失重
生活中常说的“超重”、“失重”
这个小伙子15岁，身 高1.5米，质量是 100公斤，他“超重” 了
这辆汽车规定载重 5吨，现在实际拉 10吨，它“超重” 了。
神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受 超重的考验,到了太空要吃失重之苦。
Fmax=36N v=?
m=2kg
3.如图所示，质量为M的框架放在水平地 面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下 端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动 时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压 力为零的瞬间，小球加速度的大小为（ ）
A． g C． 0
B．(Mm)g m
D．(Mm)g m
4. 在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯 内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g取10m/s2)，则（ ）
（2）过程与方法
通过对超重与失重现象的观察,进一步 提高观察能力。 通过对超重与失重现象的分析,掌握对该 实验现象进行分析和归纳的方法。
（3）情感态度与价值观
通过对生活现象的分析,体会“生活处处 皆学问”,感受生活的美好。 通过对宇航员飞天过程的了解,体会他们 坚强的毅志力。
教学重难点
教学重点
力是产生加速度 的原因
揭示力作用的 相互性和对等 性。指出：
力是物体间 的相互作用
3.完全失重：当向下的加速度a=g时。 4.注意：不管是超重失重还是完全失重，重 力始终没有发生变化。 5.产生超重、失重现象的条件:物体具有向 上的加速度时，超重。物体具有向下的加速 度时，失重。 6.超重、失重的实质:物体处于超重与失重 状态时，其重力并没改变，只是它对支持物 的压力（或悬挂物的拉力）变大或变小。
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
物体运 动情况
物体运 动情况
第四章 牛顿运动定律
教学目标
（1）知识与技能
知道什么是超重和失重现象。 理解产生超重和失重现象的条件。 理解超重和失重现象的实质。 培养学生应用牛顿第二定律分析、解决 实际问题的能力。 了解超重和失重现象在生活中的应用。
种方法称为合成法。
G
（2）分解法
物体受三个共点力平衡时， 也可以把其中一个力进行分解
F1
(一般采用正交分解法)，从而把 三力平衡转化为四力平衡模型。 F1x
这种方法称为分解法。
当物体受三个以上共点力平衡
时，一般采用分解法。
F1y F2
G
例题
1. 如图所示，三角形支架O点下方挂一重物 G=50N，已知θ=300，求轻杆OA,OB所受弹力。
“失重超重”都直接涉及到离我们遥远 而神秘的航天业中，是否失重超重在我们
日常生活中难以看到？
例题
（1）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N’是多大？
N va
G
N/
解：人为研究对象，人在升降机中受 到两个力作用：重力G和地板的支持力 Ｎ由牛顿第二定律得N－mg = m a 故：N = mg + m a，人受到的支持力 N大于人受到的重力G。由牛顿第三定 律得：压力N’大于重力G。
x正
v0
vt v0gt
2 m / s 0 1 5 m / 0 s 3 m / s 0 vt
xv0t1 2g2 t
x
2 0 5 m 1 1 0 5 2 m 2m 5 2
课堂小结
1.超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物 的拉力）大于重力的现象叫超重。
实质：重力不变而对支持物的压力（或对悬 挂物的拉力）变大。
F
f
G
G
二力平衡的条件是两个力大小相 等、方向相反在同一条直线上。
研究物体平衡的基本思路和基本方法有 两种：
（1）合成法
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 F1
F
力必定跟第三个力等大反向。
平行四边形定则作出其中任意
F2
两个力的合力来代替这两个力，从
而把三力平衡转化为二力平衡。这
解：力的分解法
A
FASG in10N0
B
FBtaGn503N
θO G
用正交分解法得平衡方程:
FB-FACosθ=0
A
FASinθ-G=0
解得:
B
FASGin10N0
FBtaGn503N
FA
θO
G
2. 如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力
为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求：
斜面和挡板对球的弹力大小。
导入新课
牛顿第一定律 惯性定律,惯性
牛
反映物体在不受力时的运动规律
顿
运 牛顿第二定律 F=ma
动 定
反映了力和运动的关系
律 牛顿第三定律 F=－F’ (作用力和反作用力定律)
反映了物体之间的相互作用规律
（1）从受力确定运动情况
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
（2）从运动情况确定受力
1. 升降机里静置一弹簧测力计, 挂一质 量m=10kg的物体, 当升降机以a=2.0m/s2的 加速度竖直上升时, 弹簧测力计的读数为 ___1_2_0__N, 当升降机以a=2.0m/s2的加速度 减速上升时,弹簧测力计的读数为_______N。 (g取8100m/s2)
2. 一段轻绳所承受的最大拉力为36N,如 果这一轻绳下端系一质量为2kg的物体,并使 其匀加速竖直上升,则物体在4s内速度的改 变量不能超过___3_2___.(g=10m/s2)
解：根据匀变速直线运动位移与时间的关 系向：相x反所v0以t求1 2得g抛2 t初出速0.度6s的后方物向体与位加于速地度面的以方上 4.2m的位置，1.6s后位于地面以上3.2m的位置。
2. 从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个
石子，不考虑空气阻力，求5s末石子速度和5s
内石子位移。(g=10m/s2)。 解：以向上方向为正方向。
总结 物体失重和超重的情况：
vm N G N
vm G
a 甲向上减速运动 a 乙 向上加速运动
v m N a 丙 向下加速运动
G
v
N a 丁 向下减速运动
m
G
N<G 失重 N>G 超重 N<G 失重 N>G 超重
加速上升 减速下降
a方向向上 ——超重
加速下降 减速上升
a方向向下 ——失重
课堂练习
2.如图，一辆有动力驱动的小车上有一水 平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与 一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相 对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小 车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是 （）
A．向右做加速运动 B．向右做减速运动 C．向左做加速运动 D．向左做减速运动
课堂练习
高考链接
1.（08,宁夏）一有固定斜面的小车在 水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶 相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面 对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为 T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法 正确的是（ ）
A．若小车向左运动，N可能为零 B．若小车向左运动，T可能为零 C．若小车向右运动，N不可能为零 D．若小车向右运动，T不可能为零
对超重与失重现象的受力情况与运动形 式的认识。
教学难点
如何在生活中利用或避免生活中超重与 失重现象。
本节导航
1、共点力的平衡条件 2、超重和失重 3、从动力学看自由落体运动
1、共点力的平衡条件
共点力：物体所受各力的作用点在物体
上的同一点或力的作用线相交于一点的几个
力叫做共点力。
B
F1
A
F3 O
C
F2 F1
F2
θ
G
能简化成质点的物体受到的各个力可视为共点力
平衡状态：静止状态或匀速直线运动状 态，叫做平衡状态。
共点力的平衡条件：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。共点力下平衡的条件是合力等于零 即:F合=0。
物体平衡的两种模型： FN FN