贵州省贵阳清镇高中物理第二章匀变速直线运动的研究专题：平衡与竖直上抛运动学案

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1、平衡和竖直上抛运动问题【学习目标】1.知道物体处于平衡状态的运动学特征.2.会用正交分解法，解决共点力作用下的平衡问题.3.用动力学观点处理竖直上抛运动【预习案】1.共点力的平衡条件（1）如果一个物体在力的作用下保持__________或____________运动状态，这个物体就处于平衡状态.（2）在共点力作用下物体的平衡条件是____________.2.从动力学看自由落体运动自由落体运动是加速度的____________和____________都不变的匀变速直线运动，加速度之所以恒定不变，是因为物体在下落过程中所受____________的大小、方向

2、都不变.思考：1.用弹簧秤测量物体的重力时，应在什么情况下读数？为什么？2.物体的速度为零时一定处于平衡状态吗？为什么？自主探究:1.在固定的斜面上有一质量为m=2kg的物体，如图所示，当用水平力F=20N推物体时，物体沿斜面匀速上升，若α=30°，求物体与斜面间的动摩擦因数.（g取10m/s2）2.某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的初速度竖直向上抛出一石子.不考虑空气阻力，g取10m/s2，求：（1）物体上升的最大高度是多少？回到抛出点的时间是多少？（2）石子抛出后通过距抛出点下方20m处所需的时间是多少？【探究案】1.对共点力平衡的理解F合=0或平衡

3、条件：物体所受合力为零，其数学表达式为：，结论：①物体受两个力作用平衡时，这两力必大小_________，方向_________，作用在_________上.②物体受三个力作用而平衡时，其中任意两力的合力必与第三个力_________.③物体受三个以上的力平衡时，其中任意一个力与其余几个力的合力_________.2.竖直上抛运动将物体以一定的初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动（1）特点：由于在运动中只受重力作用，由牛顿第二定律可知，其加速度始终为重力加速度g，但由于初速度方向和加速度方向相反，所以竖直上抛运动是匀减速直线运动.①上升阶

4、段，加速度与速度方向相反，做匀减速直线运动；下降阶段做自由落体运动.②在最高点时速度v=0，但加速度仍为g.③具有一定的对称性：a.在某两点之间运动时，上升过程用的时间与下落过程所用的时间相等，即时间对称；b.上升过程中通过某位置时的速度与下落时通过该位置时的速度等大、反向，即速度大小对称.（2）处理方法：①分段法将竖直上抛运动分成两个运动阶段—上升阶段初速度为v0、加速度为－g（以v0方向为正方向）的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动，然后分别对每一阶段运用匀变速直线运动的规律求解.②整体法将全过程看作是初速度为v0，加速度为－g的匀变速直线运动，其位

5、移公式为x=v0t－gt2，速度公式为v=v0－gt，分析时需注意物理量的矢量性，习惯上取v0方向为正方向.若v＞0则物体正在上升；v＜0则物体正在下落.x＞0则物体在抛出点上方；x＜0则物体在抛出点下方.当堂检测——有效训练，反馈矫正应用点一：共点力平衡问题例1：物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（）A.物体的速度在某一时刻等于零时，物体就一定处于平衡状态B.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态拓展练习1－1：下列物体中处于平衡状态的是（）A.静止在粗糙斜面上

6、的物体B.沿光滑斜面下滑的物体C.在平直路面上匀速行驶的汽车D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间应用点二：竖直上抛运动例1：气球下悬挂一重物，气球和重物均以速度v0=10m/s匀速上升，当到达离地高为h=175m处时悬挂重物的绳子突然断裂，求重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？（空气阻力不计，取g=10m/s2）(提示：可分段处理，也可全程处理)反思总结：1.平衡条件与平衡状态。2.竖直上抛运动的特点：