高中物理人教版第四章牛顿运动定律7用牛顿运动定律解决问题(二) 优秀作品

用牛顿运动定律解决问题【学习目标】1.熟练掌握共点力平衡条件，提高应用牛顿运动定律分析超重、失重问题的能力；2.自主学习，合作探究，学会定量分析超重、失重现象的方法；3.激情投入，享受学习的快乐，培养细心观察、勤于思考的习惯。【自主学习】问题一：共点力的平衡条件什么是平衡状态？2.共点力作用下物体平衡状态的条件是什么？如果物体受力较多，一般采用正交分解法，此时两个方向的力学关系式特点是：问题二：超重与失重情景1：质量为的物块放在电梯底板上，当电梯以加速度加速上升时此时物块超重还是失重？在该情景中，物块的重力是否改变了？情景2：质量为的物块放在电梯底板上，当电梯以加速度加速下降时此时物块超重还是失重？在该情景中，物块的重力是否改变了？加速度方向物体的运动情况视重(F)与重力(G)比较超重失重完全失重【考点突破】考点一、共点力的平衡条件典型例题：三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定．若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC解析：解法一：运用力的分解法．OC中的拉力等于重物的重力，将此力按力的作用效果可分解为如图甲所示的两个分力F1和F2，它们分别等于OA、OB中的拉力，由几何关系可知三段绳中的OA的拉力最大．故逐渐增加重物的质量时，最先断的绳是OA.解法二：运用力的合成法．点评：1．重要推论①当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它所受的其余力的合力大小相等、方向相反，作用在同一直线上．②当物体受到三个互成角度的力(非平行力)作用而平衡时，这三个力必在同一平面内，且三个力的作用线或作用线的反向延长线必相交于一点．③物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，如果通过平移力的作用线，使之首尾连接，必然会构成一个封闭的多边形．求共点力平衡问题的常用方法有：(1)力的分解法；(2)力的合成法；(3)正交分解法；(4)相似三角形法；(5)图解法等．反馈训练一：两个完全相同的小球A、B，质量均为m，用长度相同的细线分别悬挂在天花板上的O点，再用相同长度的细线连接A、B.现用一水平向右的力F作用在小球A上，使三线均处于拉直状态，如图所示．将两小球视为质点，则力F的大小是()eq\f(\r(3),3)mg\f(\r(3),2)mgC．mg\r(3)mg探究点二、超重与失重典型例题：在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是()A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下解析：由题知体重计的示数为40kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－FN＝ma，可知a＝eq\f(g,5)，方向竖直向下，D对。点评：(1)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即ay≠0，物体就会出现超重或失重状态。当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。(2)超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。(3)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等。反馈训练二：如图所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A．减速下降B．加速上升C．物块处于失重状态D．物块处于超重状态【考点巩固】1.下列关于超重、失重现象的描述中,正确的是()A.坐过山车经过最高位置时,人处于超重状态B.列车在水平直轨道上加速行驶,车上的人处于超重状态C.在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态,因为这时候宇航员不受重力了D.电梯正在减速下降,人在电梯中处于超重状态2.物体受到与水平方向成30°角的拉力F的作用,向左做匀速直线运动,如图所示。则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是()A.向上偏左B.向上偏右C.竖直向上D.竖直向下3.如图所示,浸在水中的小球的密度小于水的密度,固定在轻弹簧的一端,弹簧的另一端固定在容器的底部,当整个系统自由下落且稳定时,与静止时相比弹簧长度将()A.变短B.不变C.恢复原长D.条件不足,无法确定4.下列四个实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()A.用天平测量物体的质量B.用弹簧测力计测物体的重力C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强5.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重力均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚受到水平地面的支持力约为()A.QUOTE错误！未找到引用源。G B.QUOTE错误！未找到引用源。G C.QUOTE错误！未找到引用源。G D.QUOTE错误！未找到引用源。G6.如图所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为QUOTE错误！未找到引用源。,球对板的压力为QUOTE错误！未找到引用源。。在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法中正确的是()A.QUOTE错误！未找到引用源。和QUOTE错误！未找到引用源。都增大B.QUOTE错误！未找到引用源。和QUOTE错误！未找到引用源。都减小C.QUOTE错误！未找到引用源。增大,QUOTE错误！未找到引用源。减小D.QUOTE错误！未找到引用源。减小,QUOTE错误！未找到引用源。增大7.如图所示,质量为m的物体在与竖直方向成θ角的推力F作用下,沿竖直墙壁向上匀速运动。若物体与墙面间的动摩擦因数为μ,试求F的大小。