山东省2018_2019学年高中物理第四章牛顿运动定律第7节用牛顿运动定律解决问题（二）讲义新人教版

《山东省2018_2019学年高中物理第四章牛顿运动定律第7节用牛顿运动定律解决问题（二）讲义新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7节用牛顿运动定律解决问题(二)1．平衡状态是物体处于静止或匀速直线运动的状态。2．在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。3．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，叫超重。4．物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象，叫失重。5．物体处于超重还是失重状态，决定于加速度的方向，与速度方向无关。一、共点力的平衡条件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0。二、超重和失重1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的

2、拉力)大于物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有向上的加速度。2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)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，方向竖直向下。三、从动力学看自由落体运动物体做自由落体运动有两个条件：第一，物体是从静止开始下落的，即运动的初速度为零；第二，运动过程中它只受重力的作用。根据牛顿第二定律mg＝ma，所以a＝g，方向竖直向下。1．自主思考——判一判(1)静止的物体一定处于平

3、衡状态，但处于平衡状态的物体不一定静止。(√)(2)物体处于超重状态时重力增大了。(×)(3)物体处于失重状态时重力减小了。(×)(4)物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化。(√)(5)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(√)2．合作探究——议一议(1)如果物体的速度为零，物体就一定处于平衡状态吗？提示：不一定。如果物体静止时v＝0且a＝0，则处于平衡状态；如果v＝0但a≠0，则不处于平衡状态。(2)怎样判断物体是否处于平衡状态？提示：物体处于平衡状态的唯一标志是物体的加速度为零，而不是速度为零。某一时刻

4、速度等于零，此时有可能有加速度。因此共点力作用下的物体只要加速度为零，它一定处于平衡状态，只要加速度不为零，它一定处于非平衡状态。(3)向上运动就是超重状态，向下运动就是失重状态，你认为这种说法对吗？提示：这种说法不对。超重、失重的条件不是速度的方向向上或向下，而是加速度的方向向上或向下。加速度向上时，物体可能向上加速运动，也可能向下减速运动。加速度向下时，物体可能加速向下运动，也可能减速向上运动。所以判断超重、失重现象要看加速度的方向，加速度向上时超重，加速度向下时失重。共点力平衡条件的应用1．对平衡状态的理解(1)两种平衡状态：

5、静止状态和匀速直线运动状态。(2)a＝0，物体就处于平衡状态，与速度是否为0无关；反过来，平衡状态时也有a＝0，但速度不一定为0。(3)静止时，v＝0；但v＝0，物体不一定静止，还要看加速度是否为0。2．对共点力作用下平衡条件的理解(1)平衡条件的两种表达式①F合＝0②正交表示法其中F合x和F合y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)由平衡条件可得出的结论①物体受两个力作用平衡时，这两力必大小相等，方向相反，作用在同一直线上。②物体受三个共点力作用平衡时，其中任意两力的合力必与第三个力等大反向。③物体受三个以

6、上的共点力作用平衡时，其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向。[典例]　在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么，风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？[思路点拨]　金属球处于三力平衡状态，可以应用分解法、合成法或正交分解法求解。[解析]　取金属球为研究对象，有风时，它受到3个力的作用：重力mg、水平方向的

7、风力F和金属丝的拉力FT，如图所示。这3个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这3个力的合力为零。根据任意两力的合力与第3个力等大反向求解，可以根据力的三角形定则求解，也可以用正交分解法求解。法一：(力的合成法)如图甲所示，风力F和拉力FT的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得F＝mgtanθ。法二：(力的分解法)重力有两个作用效果：使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧，所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图乙所示，由几何关系可得F＝F′＝mgtanθ。法三：(正交分解法)以金属球为坐标原点，取水

8、平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，如图丙所示。由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零，即F合x＝FTsinθ－F＝0，F合y＝FTcosθ－mg＝0。解得F＝mgtanθ。由所得结果可见，当金属球的质量m一定时