高中物理4.7第四章 牛顿运动定律七、牛顿运动定律应用二学案新人教版必修1.doc

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1、第四章牛顿运动定律七、牛顿运动定律应用二［要点导学］1．研究共点力作用下物体的平衡（1）共点力的概念：共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。（2）共点力作用下物体平衡的概念：物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态。（3）共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合外力为零，即F合=0，也就是物体的加速度为零。如果用正交分解法，可以立以下两个方程（F合x=0和F合y=0）。（4）求解共点力作用下物体平衡的一般步骤①灵活选取研究对象；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；④列出方程，求解方程，并检查答案是否完整，合理

2、。2．探讨超重和失重现象（1）实重、视重、超重、失重和完全失重的概念：实重：即物体的实际重力，它不随物体运动状态变化而变化的。　　视重：指物体对水平支持面的压力或竖直悬挂线的拉力，它随物体运动状态而变化。　　超重：视重大于实重的现象。　　失重：视重小于实重的现象。完全失重：视重等于零的现象。（2）产生超重和失重的原因：产生超重和失重的原因可以用图4-7-1加以说明。图中质量为m的物体受重力和拉力两个力的作用，物体和弹簧秤的受力情况如图4-7-2所示。图中FT′的大小就是弹簧秤的读数（即视重），FT′与FT是一对作用力与反作用力，所以FT′=FT（1）如果物体处于静止或匀速运动状态，则FT

3、=mg(2)这种情况下视重等于实重。如果物体具有向上的加速度，则FT-mg=ma,FT=mg+ma,但是FT′=FT仍然成立，即FT′=mg+ma,物体就处于超重状态。如果物体具有向下的加速度，则mg-FT=ma,FT=mg-ma,但是FT′=FT仍然成立，即FT′=mg-ma,物体就处于失重状态。综上所述，物体出现超重或失重状态的原因是在竖直方向具有加速度。（3）对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有竖直向上的加速度时，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当物体具有竖直向下的加速度时，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

4、的读数等于零的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，物体所受的重力并没有变化。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。［范例精析］例1如图4-7-3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，试求水平推力的大小。解析研究对象是质量为m的物体，它做匀速运动处于平衡状态，对它受力分析发现该物体受四个力作用，受力图如图4-7-4所示，对于这类题我们往往采用正交分解法。按图4-7-4示方法建立平面直角坐标，平衡方程为　　　　Fcosα－mgsinα－

5、Ff=0　　　　FN―mgcosα―Fsinα=0　　　　Ff=μFN解以上方程可得：F=(sinα+μcosα)mg/(cosα－μsinα)拓展我们来对解作些讨论，若μ=cotα，F趋向于无限大，也就是说这个物体是推不动的，若μ≥cotα，F要反向，也说明用图示方向的力无法推动这个物体。例2如图4-7-5所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止．现突然发现物体被弹簧拉动，则判定升降机的运动状态可能是（    ）A．加速上升      B．加速下降     C．减速上升 D．减速下降解析升降机匀速运动时，在水平方向，物体

6、所受的静摩擦力与弹簧的弹力相平衡，若突然发现物体被弹簧拉动，说明最大静摩擦力已经小于弹力，就是说正压力突然变小，物体处于失重状态，它的加速度竖直向下，升降机可能是加速下降或减速上升。本题目正确的选项为BC。拓展上题中的物体匀速运动时受到的静摩擦力不一定是最大静摩擦力，但物体突然滑动就说明物体的最大静摩擦力已经小于弹簧的弹力，这就说明了物体的最大静摩擦力减小了。又因为物体的最大静摩擦力与正压力成正比，所以判断正压力变小。例3有一根钢丝的最大拉力为100N，在一个运动的电梯中，这根钢丝下悬挂了12㎏的物体恰好没有断，问电梯可能作怎样的运动？（取g=10m/s2）解析钢丝的拉力恰为100N，物

7、体一定处于失重状态，所以电梯具有向下的加速度。F合=mg-F=ma,a=5/3m/s2=1.67m/s2.电梯的运动情况有两种可能，一是以1.67m/s2的加速度向下匀加速运动，二是以1.67m/s2的加速度向上匀减速运动。拓展假如有个小孩，在地面上可举起10㎏的重物，如果他在电梯中能够举起12㎏的重物，问电梯可能作怎样的运动？（取g=10m/s2）这个题目与例题3的数据完全相同，只是情景不同而已。部分同学做这个题有困难，主要的原因