第七课时 用牛顿运动定律解决问题(二)

第四章牛顿运动定律第七课时用牛顿运动定律解决问题(二)

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栏目链接2012年6月16日，我国三名航天员乘坐中国自主研制的“神舟”九号飞船在太空飞行13天后，于6月29日10时降落在内蒙古四子王旗阿木古都草原．航天员景海鹏、刘旺、刘洋胜乘坐“神舟”九号飞船在太空绕地球飞行的过程中，处于完全失重状态，他们还受重力吗？

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栏目链接1.知道超重和失重是生活中的常见现象，会用牛顿运动定律加以解释.2.会解决共点力平衡问题.

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栏目链接要点1共点力的平衡条件1．平衡状态是指一个物体在力的作用下，保持______或_____________状态．2．共点力作用下物体的平衡条件是________，即F合＝________，物体所受合力为零，则在任一方向上，物体所受的合力都为零，即Fx＝____、Fy＝____.静止匀速直线运动合力为零0知识清单00

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栏目链接我们在电视节目中看到过一类很惊险的杂技节目，或顶碗、或走钢丝、或一个男演员在肩膀上放一根撑杆，一个小女孩在杆上做出很多优美、惊险的动作，或将椅子叠放得很高，每张椅子都只有一只腿支撑，一个演员在椅子不同高度处做各种动作……这些节目有一个共同点，就是要保证碗或演员不能摔下来，实际上，演员们的表演都是很成功的，为什么演员或碗不会掉下来呢？应用思考

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栏目链接综合拓展1．对静止的理解．静止与速度v＝0不是一回事，物体保持静止状态，说明v＝0和a＝0这两个条件同时成立．若仅是v＝0，a≠0，如上抛到最高点的物体，此时物体并不能保持静止，上抛到最高点的物体并非处于平衡状态，所以平衡状态是指加速度为零的状态，而不是速度为零的状态．

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栏目链接综合拓展2．求解共点力作用下物体平衡的方法．(1)解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问题．根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这个三角形求解平衡问题．若力的三角形不是直角三角形，可利用力的三角形与空间几何三角形相似求解．(2)正交分解法：处理三力或三力以上的平衡问题时非常方便．此时平衡条件可表示为Fx合＝0，Fy合＝0.

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栏目链接综合拓展

(3)涉及多物体的平衡问题时，通常是整体法与隔离法交替使用．特别提示：1.静止与速度v＝0不是一回事．2．对物理中的“缓慢移动”可认为物体的移动速度很小，趋于零，因此可把这种情况当做处于平衡状态，按物体处于平衡状态进行分析和处理．

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栏目链接尝试应用答案：AC

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栏目链接尝试应用2．(双选)如图所示，氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ，在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计)(

)

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栏目链接尝试应用A．与原来绳子的拉力大小相等，方向相反B．沿风力方向，大小等于风力C．沿竖直方向向上，大小等于气球所受的浮力D．与原来绳子的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力答案：AD

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栏目链接要点2超重和失重1．不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发生变化．2．超重：当物体具有________的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象．3．失重：物体具有________的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________自身重力的现象．向上大于向下知识清单小于

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栏目链接4．完全失重：物体以加速度a＝g向________竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于________的现象．下0知识清单

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栏目链接小星家住十八楼，每天上学放学均要乘竖直升降电梯上下楼．下楼时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到底楼时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也觉得变“重”了．这是为什么呢？应用思考

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栏目链接超重、失重和完全失重的比较综合拓展

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栏目链接综合拓展特别提示：1.判断一个物体处于超重还是失重状态，主要根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断，若竖直向上，则超重，若竖直向下，则失重．2．“超重”不是说重力增加了，“失重”也不是说重力减少了，“完全失重”也不是说重力完全消失了．在发生超重、失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化．

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栏目链接尝试应用答案：C

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栏目链接尝试应用答案：D

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栏目链接题型1共点力平衡例1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？

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栏目链接解析：取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT，如右图所示．这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零，根据任意两力的合力与第三个力等大反向求解，可以根据力的三角形定则求解，也可以用正交分解法求解．用力的合成法(如图所示)，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＝mgtan

θ.

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栏目链接1．下图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是(

)A．FA一定小于GB．FA与FB大小相等C．FA与FB是一对平衡力 D．FA与FB大小之和等于G变式应用B

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栏目链接题型2超重、失重现象的分析例2一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是(

)A．先减小，后还原B．先增加，后还原C．始终不变D．先减小，后增加，再还原

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栏目链接解析：人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静止这三个过程．(1)在加速向下时，人获得向下的加速度a，由牛顿第二定律得：mg－FN＝ma，FN＝m(g－a)＜mg，由此可知弹力FN，将小于重力mg.

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栏目链接(2)在向下减速时，人获得向上的加速度a，由牛顿第二定律得：FN－mg＝ma，FN＝m(g＋a)＞mg，弹力FN将大于mg.(3)当人静止时：FN＝mg.答案：D

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栏目链接名师点睛：人蹲下的过程中由初态的静止到末态的静止，所以必先加速(加速度向下)，再减速(加速度向上)，所以先失重，后超重，最后静止，处于平衡状态，明确人重心的运动过程是解题的关键．在生活中，只要留心观察，就会看到超重或失重现象．

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栏目链接2.(双选)如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为(

)A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．减速下降变式应用BD

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栏目链接题型3超重、失重的计算例3某大型游乐场内，有一种能使人体验超重、失重感觉的大型娱乐设施，该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处，然后让座舱从高空自由落下(此时座舱受到的阻力极小，可忽略)，当落至一定位置时，良好的制动系统开始工作，使座舱落至地面时刚好停止．假设座舱开始下落时的高度为80m，当下落至距地面30m时，开始对座舱进行制动，并认为座舱的制动过程是匀减速运动．

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栏目链接(1)当座舱从开始下落了20m时，质量是60kg的人对座舱的压力为多大？试说明理由．(2)当座舱下落到距离地面10m位置时，人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少？

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