用牛顿运动定律解决问题（二）》课件.ppt

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1、4.7　用牛顿运动定律解决问题(二)知识精析一、物体的平衡及平衡条件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v＝02．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＝0，②，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．(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，是一对平衡力．②物体在三个共

2、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．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．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零．3、利用平衡条件解决实际问题的方法①力的合成、分解法：②正交分解法：1图4-7-3C学点2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物体运动状态的改变而变化。（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，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。说明：

3、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，强调应在静止或匀速运动状态下进行。（3）对超重现象的理解①特点：具有竖直向上的加速度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（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。【例3】如图４-7-7所示，升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升,站在升降机里的人质量是５０kg，人对升降机地板的压力是多大？如果人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？【答案】515N【解析】人在Ｇ和FＮ的合力作用下，以

4、0.5m/s2的加速度竖直向上运动，取竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律得FＮ－Ｇ＝ma由此可得FＮ＝Ｇ＋ma＝m（g+a）代入数值得FＮ＝５１５Ｎ根据牛顿第三定律，人对地板的压力的大小也是５１５Ｎ，方向与地板对人的支持力的方向相反，即竖直向下。测力计的示数表示的是测力计受到的压力，所以测力计的示数就是５１５Ｎ。图４-7-7【评析】人和升降机以共同的加速度上升，因而人的加速度是已知的，题中又给出了人的质量，为了能够应用牛顿第二定律，应该把人作为研究对象。质量是50kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列两种运动时，体重计的读数是多

5、少？（取g=10m／s2）(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4m／s2的加速度匀减速下降。3【答案】（１）５００Ｎ（２）７００Ｎ（4）对失重现象的理解①特点：具有竖直向下的加速度；②运动形式：物体向下加速运动或向上减速运动；③完全失重：在失重现象中，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。此时视重等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。说明：当物体处于失重状态时，只是拉力（或对支持物的压力）减小了，是视重的改变，物体的重力始终未变。【例4】某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最

6、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=10m/s2）【解析】（１）不管在地面上，还是在变速运动的电梯里，人的最大举力是一定的，这是该题的隐含条件。设人的最大举力为Ｆ，由题意可得Ｆ=m1g=60kg×１０m/s2＝６００Ｎ。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。解得电梯的加速度为a=g－Ｆ/m2＝１０m／s2-６００/８０m/s2＝2.5m/s2。（２）当电梯以加速度a

7、上升时，设人在电梯中能举起物体的最大质量为m3，根据牛顿第二定律有Ｆ－m3g=m3a。解得m3=F/(g+a)=600/(10+2.5)kg=48kg。总结：“超重”与“失重”的本质(1)超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变，改变量为ma，a为物体竖直方向的加速度．(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也可以是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体就处于超重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下．同理，物体处于失重状态时，物体的加速度向下，物体既可以做

8、向下的加速运动，也可以做向上的减速运动．(3)无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化．方法指导一、理解平衡状态例1物体在共点力作用下，下列说法正确的是(　)A．物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态