1、用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）复习回顾复习回顾运用牛顿第二定律解题的一般步骤：运用牛顿第二定律解题的一般步骤：1、确定研究对象、确定研究对象2、对研究对象进行正确的、对研究对象进行正确的受力分析受力分析或或运动情况运动情况分析分析3、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度4、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量5
2、检验结果是否合理性检验结果是否合理性必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）共点力的平衡条件共点力的平衡条件1、共点力、共点力 物体所受各物体所受各力的作用点在物体上的同一点或力的作用线相力的作用点在物体上的同一点或力的作用线相交于一点的几个力叫做交于一点的几个力叫做共点力共点力。CABOF1F2F3GF1F2 必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）2、平衡状态、平衡状态共点力的平衡条件共点力的平衡条件静止静止状态或状态或匀速直线运动匀速直线运动状态，叫做状态，叫做平衡状态平衡状态。3、共点力的平衡条件、共点力的平衡
3、条件 由牛顿第一定律和牛顿第二定律知：物体不受力或合力为由牛顿第一定律和牛顿第二定律知：物体不受力或合力为零时将保持零时将保持静止静止状态或状态或匀速直线运动匀速直线运动状态状态平衡状态。平衡状态。在共点力作用下物体的平衡条件是合力为在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.即即:F合合=0竖直上抛运动的物体竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间是到达最高点的瞬间是否处于平衡状态？否处于平衡状态？必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）4、物体平衡的两种基本模型物体平衡的两种基本模型共点力的平衡条件共点力的平衡条件二力平衡条件二力平衡条件:等大、反向、共线等大、
4、反向、共线.GNN=GGNFfN=Gf=F必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）5、研究物体平衡的基本思路和基本方法研究物体平衡的基本思路和基本方法共点力的平衡条件共点力的平衡条件（1）转化为二力平衡模型）转化为二力平衡模型合成法合成法 很多情况下物体受到三个力的作用而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平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。个力等大反向。GF1F2F 三力平衡条件三力平衡条件:任意两个力的合力与任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。第三个力等大、反向、共线。据平行四边形定则作出其中任意两
5、个力的合力来代替这两个力，据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法合成法。必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）5、研究物体平衡的基本思路和基本方法研究物体平衡的基本思路和基本方法共点力的平衡条件共点力的平衡条件（2）转化为四力平衡模型）转化为四力平衡模型分解法分解法GF1F2F1xF1y 物体受三个共点力平衡时，也可物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一个力进行分解以把其中一个力进行分解(一般采用正一般采用正交分解法交分解法)，从而把三力平衡转化为
6、四，从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为力平衡模型。这种方法称为分解法分解法。必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）共点力的平衡条件共点力的平衡条件特别需要知道的是：特别需要知道的是：一个物体受到两个或三个非平行力的作用而处于平一个物体受到两个或三个非平行力的作用而处于平衡状态的时侯，这两个力必共线，三个力必是衡状态的时侯，这两个力必共线，三个力必是共点力共点力。不共点的后果是不共点的后果是物体会转动！物体会转动！一个物体受到三个以上力的作用而处于平衡一个物体受到三个以上力的作用而处于平衡状态的时侯，那几个力状态的时侯，那几个力不一定是共点力不
7、一定是共点力。F1F2F3F4F12F34在不涉及物体转动问题时，不共点的在不涉及物体转动问题时，不共点的力也可以采用共点力的处理方法。力也可以采用共点力的处理方法。必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）1、轻质细绳中的受力特点：两端、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。受力大小相等，内部张力处处相等。2、轻质直杆仅两端受力时（杆、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态）的特点：这两个处于平衡状态）的特点：这两个力必然沿杆的方向且大小相等。力必然沿杆的方向且大小相等。共点力平衡的应用共点力平衡的应用cos12F=Fsin1F=Gsin
8、1GF=tan2GF=必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）例、举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比例、举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离判视为挺（或抓）举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面关于运动来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的说法正确的是（员保持杠铃平衡时手臂
9、用力大小变化的说法正确的是（）A不变不变 B减小减小 C增大增大 D不能确定不能确定共点力平衡的应用共点力平衡的应用C必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）超重与失重超重与失重问题：问题：台秤的示数一定等于砝码的重力吗？台秤的示数一定等于砝码的重力吗？台秤的示数在哪些情况下不等于砝码的重力？台秤的示数在哪些情况下不等于砝码的重力？台秤的示数实际反映的是什么？台秤的示数实际反映的是什么？它在满足什么条件时才等于砝码的重力？它在满足什么条件时才等于砝码的重力？必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）例例2、如图，人的质量
10、为、如图，人的质量为m，当电梯以加速度，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力加速上升时，人对地板的压力F是多大？是多大？超重与失重超重与失重解：人为研究对象，人在升降机中受到两解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力个力作用：重力G和地板的支持力和地板的支持力F由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：Fmg=ma故：故：F=mg+ma人受到的支持力人受到的支持力F大于人受到的重力大于人受到的重力G由牛顿第三定律得：压力由牛顿第三定律得：压力F大于重力大于重力G必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）1、超重的本质、超重的本质 物体对支持物的物体
11、对支持物的压力压力或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力（视重）（视重）大于大于物体物体所受重力的现象所受重力的现象。F超重与失重超重与失重必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）例例2、如图，人的质量为、如图，人的质量为m，当电梯以加速度，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力加速上升时，人对地板的压力F是多大？是多大？超重与失重超重与失重解：人为研究对象，人在升降机中受到两解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力个力作用：重力G和地板的支持力和地板的支持力F由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：Fmg=ma故：故：F=mg+ma人受到的支持力人受
12、到的支持力F大于人受到的重力大于人受到的重力G由牛顿第三定律得：压力由牛顿第三定律得：压力F大于重力大于重力G下降下降mg F=ma故：故：F=mg ma小于小于小于小于必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）2、失重的本质、失重的本质 物体对支持物的物体对支持物的压力压力或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力（视重）（视重）小于小于物体物体所受重力的现象所受重力的现象。F超重与失重超重与失重必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）3、完全失重、完全失重解：当解：当瓶子自由下落时瓶子自由下落时，瓶子中瓶子中的的水处于完全失重
13、状态水处于完全失重状态，水的，水的内部没有压力内部没有压力，故水不会喷出故水不会喷出。但瓶子但瓶子中水的中水的重力仍然存在，重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度其作用效果是用来产生重力加速度。当升降机以加速度当升降机以加速度a=g竖直加速下降竖直加速下降时，物体对支持物的时，物体对支持物的压压力力或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力（视重）（视重）为零为零的现象的现象。超重与失重超重与失重 如图所示，在空雪碧瓶底部四周钻几个小孔，盛满水后，如图所示，在空雪碧瓶底部四周钻几个小孔，盛满水后，让雪碧瓶自由下落，则下落过程中出现的图应该是让雪碧瓶自由下落，则下落过程中出现的图应该是（）A必修一必
14、修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）“视重视重”只有在台秤面水平，并且沿竖直方向保持静止或只有在台秤面水平，并且沿竖直方向保持静止或做匀速运动时，才等于上面物体的重力。做匀速运动时，才等于上面物体的重力。“视重视重”只有在弹簧秤保持竖直方向，并且保持静止或做只有在弹簧秤保持竖直方向，并且保持静止或做匀速运动时，才等于悬吊物体的重力。匀速运动时，才等于悬吊物体的重力。超重与失重超重与失重必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）下面所示的情况中，对物体下面所示的情况中，对物体m来说，哪几种发生超重现象？来说，哪几种发生超重现象
15、？哪几种发生失重现象？哪几种发生失重现象？mvamvamvamavNG 超重超重NG 超重超重向上减速运动向上减速运动向上加速运动向上加速运动向下加速运动向下加速运动向下减速运动向下减速运动超重与失重超重与失重必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）a方向向上方向向上加速上升加速上升减速下降减速下降超重超重a方向向下方向向下加速下降加速下降减速上升减速上升失重失重超重与失重超重与失重超重与失重判断规律超重与失重判断规律必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）小结小结:超重、失重、视重和重力的区别超重、失重、视重和重力的
16、区别、视重是视重是指物体对支物体的指物体对支物体的压力压力（或悬挂物对物体的（或悬挂物对物体的拉力拉力），），是可变的。是可变的。、物体的重力与运动状态无关，、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重不论物体处于超重还是失重状态，状态，重力不变。（重力不变。（G=mg）规律规律a竖直向上竖直向上 视重视重 重力重力 超重状态超重状态a竖直向下竖直向下 视重视重 重力重力 失重状态失重状态超重还是失重由超重还是失重由a方向决定，与方向决定，与v方向无关方向无关超重与失重超重与失重必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）有趣的超重与失重现象有趣的超重
17、与失重现象下图左为地面上燃烧的蜡烛下图左为地面上燃烧的蜡烛,右图为完全失重下燃烧的蜡烛右图为完全失重下燃烧的蜡烛失重这个概念跟真空失重这个概念跟真空这个概念没有关系这个概念没有关系必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）练习练习 原来做匀速运动的电梯的地板上，有一原来做匀速运动的电梯的地板上，有一个被处于伸长状态的轻弹簧拉住，具有一定个被处于伸长状态的轻弹簧拉住，具有一定质量的木块质量的木块A静止在地板上，如图所示。现静止在地板上，如图所示。现发现木块突然被弹簧拉向右方，由此可以判发现木块突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，以下说法正确的是断，以下说法正确的
18、是（）右A电梯可能向上做减速运动，木块处于失重状态电梯可能向上做减速运动，木块处于失重状态B电梯一定向上做加速运动，木块处于超重状态电梯一定向上做加速运动，木块处于超重状态 C电梯可能向上做加速运动，木块处于超重状态电梯可能向上做加速运动，木块处于超重状态D电梯一定具有向下的加速度，木块处于失重状态电梯一定具有向下的加速度，木块处于失重状态AD必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）练习练习A必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）练习练习 如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直如图所示，一个箱子放在水平地
19、面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱和杆的总质量为杆，在杆上套一个环，箱和杆的总质量为M，环的质量为，环的质量为m，已，已知环沿杆以加速度知环沿杆以加速度a下滑，则此时箱对地面的压力是（下滑，则此时箱对地面的压力是（）A（m+M）g B（m-M）g C（m+M）g-ma D（m+M）g+ma C必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）如图天平左边放着盛水的杯子，水中有一木球用细线系在如图天平左边放着盛水的杯子，水中有一木球用细线系在杯底，右边放着砝码，此时天平平衡。若细线发生断裂，在小杯底，右边放着砝码，此时天平平衡。若细线发生断裂，在小球加速上升的过程中，不计水的阻力，则天平（球加速上升的过程中，不计水的阻力，则天平（）A.左盘下降左盘下降 B.右盘下降右盘下降C.保持平衡保持平衡 D.右盘先下降又上升右盘先下降又上升练习练习A必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）练习练习必修一必修一 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）练习练习
