7 用牛顿运动定律解决问题（二）

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1、7用牛顿运动定律解决问题(二)1.飞船中的物体怎么会飘起来？2.地面上会不会出现这种现象？1.知道什么是物体处于平衡状态。知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为0。(重点)2.知道物理学中超重和失重现象的含义，能通过牛顿运动定律对它们进行定量的分析，并能分析和说明一些简单的相关问题。3.能解答以自由落体运动为基础的竖直方向上的运动学问题(竖直上抛、竖直下抛等)。一、共点力的平衡条件1.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，我们就说这个物体处于平衡状态。2.共点力作用下物体的平衡条件是合力为０。3.平衡条件的四个推论(1)若物体在两个力同时作用下处于平衡状态

2、，则这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零，这就是初中学过的二力平衡。(2)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。(3)物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时，n个力必定共面共点，合力为零，称为n个共点力的平衡，其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向，作用在同一直线上。(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零。4.研究物体平衡的基本思路和基本方法(1)合成法很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。GF1F2F(2)分解法物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一

3、个力进行分解(一般采用正交分解法)。这种方法称为分解法。GF1F2F1xF1y当物体受三个以上共点力平衡时，一般采用分解法。【典例1】城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和硬杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为G，角AOB等于θ，钢索OA对O点的拉力和硬杆OB对O点的支持力各是多大？解析：1.轻质细绳中的受力特点：两端受力大小相等，内部张力处处相等。2.硬杆仅两端受力时(杆处于平衡状态)的特点：这两个力必然沿硬杆的方向且大小相等。3.节点O也是一理想化模型。C视重：物体对悬挂物的拉力或

4、者对支持物的压力GF1实重：物体实际的重力把物体挂在弹簧测力计下，用手带动弹簧秤和物体一起：1.静止2.向上加速运动3.向下加速运动观察弹簧测力计的示数如何变化？——拉力大于重力(视重大于实重)——拉力小于重力(视重小于实重)——根据二力平衡拉力等于重力【观察与思考】N/二、超重现象以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为m，升降机以加速度a加速上升。vaG分析：对人和升降机受力分析如图F合=N-GF合=N-G=ma故：N=G+ma人受到的支持力N大于人受到的重力G再由牛顿第三定律得：压力N′大于重力G。N总结：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情况

5、称为超重现象。视重>实重N′三、失重现象以站在升降机里的体重计上的人为例分析，设人的质量为50kg，升降机以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2)va分析：对人和升降机受力分析如图F合=G-N由牛顿第二定律得F合=G-N=ma故：N=mg-ma=400N<500N人受到的支持力N小于人受到的重力G再由牛顿第三定律得：压力N′小于重力G。GN总结：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称为失重现象。视重<实重什么情况下物体发生超重现象？什么情况下物体发生失重现象？类型v方向a方向现象加速上升减速上升加速下降减速下降向上向上向下向下向上向下向下向上超重失重超

6、重失重结论：当加速度方向向上时，物体发生超重现象。当加速度方向向下时，物体发生失重现象。物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重状态还是失重状态，重力不变。(G=mg)强调：当物体处于失重状态，且a＝g时会发生什么现象？物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象。FN=m(g－a)=0如：自由落体运动和竖直上抛运动此时重力为零吗？人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都处于完全失重状态。【典例2】原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运

7、动可能是:()A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降解析：选BC。匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速或向下加速。f=µNF=kx【典例3】处于完全失重状态下，下列物品不能正常使用的是：A.天平B.刻度尺C.温度计D.弹簧测力计E.圆珠笔F.水银气压计弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小处于完全失重状态下，所有和重力有关的