高一物理4.7用牛顿运动定律解决问题(二).ppt

4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） ★教学目标 ?(一)?知识与技能? 1.?理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。? 2.?会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。? 3.?通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。? 4.?进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。? (二)?过程与方法? 1.?培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。? 2.?引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。? (三)?情感态度与价值观? 1.?渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。? 2.?培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。 ⑵共点力作用下物体的平衡条件 ⑴平衡状态：如果一个物体在力的作用下，保持静止或匀速直线运动状态。 ---合力为０ N G G F 物体在三个共点力作用下处于平衡状态：任意两个力的合力与第三个力等大、反向。 一、共点力的平衡： 平衡状态的常见情况： 物体在n个共点力作用下处于平衡状态时，其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向。 当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零。 当物体在某个方向上处于平衡状态，在此方向上物体的合力为零。 用弹簧秤测物体的重力时弹簧秤的示数是哪个力的大小？ 物体拉弹簧的力的示数 二、超重和失重： 用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速运动，弹簧秤的示数如何变化？ 物体的受力情况 F G a v 物体向上加速时： 根据牛顿第二定律： F－G＝ma F ＝ ma＋ G ＞ G 物体所受的拉力F=物体对弹簧秤的拉力F′（弹簧秤的示数）大于物体的重力，即弹簧秤称得的物体质量的数值比物体实际的质量大 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重力的现象称为超重现象。 一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/s2） v a F－mg＝ma F mg 解 人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。 根据牛顿第二定律得： F ＝910N 根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小等于910N，方向竖直向下。 物体存在向上的加速度 两种情况： 加速上升 减速下降 F G a v 物体向上减速时： 根据牛顿第二定律： G － F ＝ma F ＝ G － ma ＜ G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F′（弹簧秤的示数）小于物体的重力 用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？ 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。 物体存在向下的加速度 两种情况： 加速下降 减速上升 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象。 加速度等于g 两种情况： 自由落体 竖直上抛 1、超重和失重是一种物理现象。 2、物体的重力与运动状态无关，不论物 体处于超重还是失重状态，重力不变。 规律： 超重还是失重由a决定， 与v方向无关 视重:弹簧测力计或台秤的示数 视重 重力 a竖直向上 超重状态 视重 重力 a竖直向下 失重状态 【例1】一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动，求施加此力前，物体在斜面上受到的摩擦力为多大？ 【答案】40 N 【解析】物体沿斜面向上运动时受力分析如图４-7-1所示。 由共点力的平衡条件，x轴：F1-mgsinα-f1=0， y轴：mgcosα-FN1=0 又f1=μFN1 物体沿斜面向下运动时受力分析如图４-7-2所示。 由共点力的平衡条件得 x轴：f2-F2-mgsinα=0，y轴：mgcosα-FN2=0 又f2=μFN2，f1=f2=f 以上各式联立得：f1=f2=f=（F1+F2)/2 代入数据得：f=(100+20)/2 N=60 N 当不施加此力时,物体受重力沿斜面向下的分力 mgsinα=40 Nf=60 N 物体静止在斜面上，受到的摩擦力为40 N。 图４-7-1 图４-7-2 【例2】如图４-7-7所示，升降机以0.5 m/s2的加速度匀加速上 升,站在升降机里的人质量是５０ kg，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