人教版高一物理必修一第四章牛顿运动定律第七节《用牛顿运动定律解决问题(二)》课件

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对超重和失重的理解 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”，大小等于测力计所受的 拉力或秤所受压力．
2．超重、失重的分析
3.对超重和失重现象的理解 (1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的 重力始终不变，只是物体对支持物的压力或 对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好 像有所增大或减小． (2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无 关，其取决于物体加速度的方向． (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．
【特别提醒】 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．
如下图所示，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 竖直向下做匀加速直线运动时， 以下关于物体受力的说法中正确的是( )
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的 各个力均不变 B．因物体处于失重状态，所以物体不受 任何力作用 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，物体除了受到的 重力不变以外，不受其他力的作用
v＝0aa＝ ≠00时 时， ，是 不静 是止 静止，是 ，不 平是 衡平 状态衡状态
2．对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)共点力作用下物体的平衡条件可有两种表达式 ①F 合＝0.
②FFxy合合＝＝00 ，其中 Fx 合和 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．
共点力作用下物体的平衡 如右图所示，三角形 灯架的横梁 AO 在水平方向和 绳子 BO 的夹角为 30°，横梁重 力忽略不计，若灯的重力为 20 N，求绳子 BO 所受的拉力和 横梁 AO 所受的压力．
解析： 解法一 力的分解法． 灯的重力 G 在 O 点可以产生两个效果：拉伸绳 OB， 压缩横梁 OA.根据这两个效果，可将重力 G 按平 行四边形定则分解为 F1 和 F2.如下图所示．
根据共点力平衡的特点可知，F1 和 F2 的合力大小 必然与重力 G 大小相等、方向相反．作出平行四
边形，根据受力图可知 F＝G.
F1＝sinG30°＝210
N＝40
N，F2＝tanG30°＝
20 3
2
3
N≈34.6 N.
根据牛顿第三定律可知，绳 OB 所受的拉力与 F1 大小相等、方向相反；横梁所受的压力与 F2 大小 相等、方向相反．
7．用牛顿运动定律解决问题(二)
平衡状态？ → 共点力的平衡条件？ → 怎样解决平衡问题？ → 合成法、分解法、正交分解法 超重和失重？ → 产生原因？ → 完全失重？ → 从动力学角度看自由落体运动
一、共点力作用下物体的平衡条件
1．平衡状态 物体在力的作用下保持__静__止_或__匀__速__直__线__运__动_
如右图所示，物块在力 F 作用下向
右沿水平方向匀速运动，则物体所
受的摩擦力 Ff 与拉力 F 的合力方向 应该是( )
A．水平向右
B．竖直向上
C．向右偏上
D．向左偏上
答案： B
【思路点拨】 (1)三力平衡的特点：任意两个 力的合力必和第三个力等大反向． (2)n个力共点平衡最终可以等效成二力平衡．
解法三 正交分解法 仍为 O 点为研究对象，该点受三个力的作用如下图所 示，建立如图所示的直角坐标系，根据平衡条件得 F1sin 30°＝G，F2－F1cos 30°＝0，解方程得到 F1＝40 N，F2≈34.6 N.
【反思总结】 处理平衡问题的物理思想方法： (1)力的合成法 物体受三个共点力作用而平衡时，其中 任意两个力的合力必跟第三个力等大反 向共线．可利用力的平行四边形定则， 根据正弦定理、余弦定理或相似三角形 等数学知识求解．
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__零__．
一、对平衡状态及平衡条件的理解 1．对共点力作用下物体的平衡的理解 (1)两种平衡情形 ①静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态． ②动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动 状态． (2)“静止”和“v＝0”的区别与联系
解析： 当物体以加速度g向下做匀加 速直线运动时，物体处于完全失重状态， 其视重为零，因而支持物对其的作用力 亦为零；处于完全失重状态的物体，地 球对它的引力即重力依然存在．
答案： D
三、从动力学看自由落体运动
1．受力情况：运动过程中只受_重__力___作用， 且所受重力恒定不变，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.
(2)由平衡条件得出的结论 ①物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个 力必定等大反向共线，是一对平衡力．
②物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任 意两个力的合力与第三个力等大反向共线． ③物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中 任意一个力与剩余(N－1)个力的合力一定等大反 向共线．
④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受 的合力均为零．
二、超重和失重
1．超重 (1)定义：由于具有竖直向上的加速度，物体 对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力) _大__于___物体所受的重力的现象． (2)产生条件：物体具有_竖__直__向__上__的加速度．
2．失重 (1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬 挂物的拉力)_小__于___物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有__竖__直__向__下_的加速度． (3)完全失重 ①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力 )__等__于__零_的状态． ②产生条件：a＝g，方向___竖__直__向___．
F1＝sinG30°＝210
N＝40
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N，F2＝tanG30°＝
20 3
2
3
N≈34.6 N.
绳所受的拉力是 40 N，横梁所受的压力是 34.6 N.
解法二 力的合成法．
解题时可以为 O 点为研究对象，那么该点必然受 到三个力的作用，即重力 G，绳对 O 点的拉力 F1， 横梁对 O 点的弹力 F2，如下图所示．