1、第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律第七课时用牛顿运动定律解决问题第七课时用牛顿运动定律解决问题(二二)栏目链接栏目链接2012年年6月月16日，我国三名航天员乘坐中国自日，我国三名航天员乘坐中国自主研制的主研制的“神舟神舟”九号飞船在太空飞行九号飞船在太空飞行13天后，于天后，于6月月29日日10时降落在内蒙古四子王旗阿木古都草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、刘洋胜乘坐原航天员景海鹏、刘旺、刘洋胜乘坐“神舟神舟”九九号飞船在太空绕地球飞行的过程中，处于完全失重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？状态，他们还受重力吗？栏目链接栏目链接 栏目链
2、接栏目链接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动定律加以解释.2.会解决共点力平衡问题会解决共点力平衡问题.栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接要点要点1 1 共点力的平衡条件共点力的平衡条件1平衡状态是指一个物体在力的作用下，保持平衡状态是指一个物体在力的作用下，保持_或或_状态状态2共点力作用下物体的平衡条件是共点力作用下物体的平衡条件是_，即，即F合合_，物体所受合力为零，则在任一方向上，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，即物体所受的合力都为零，即Fx_、Fy_.静止静止匀速直线运动匀速直线运动合力
3、为零合力为零0知知 识识清清 单单00 栏目链接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，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，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子不同高度处做各种动作这些节目有一个共同点，就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，演员们的表演都是要保证碗或演
4、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？是很成功的，为什么演员或碗不会掉下来呢？应应 用用思思 考考 栏目链接栏目链接综综 合合拓拓 展展1对静止的理解对静止的理解静止与速度静止与速度v0不是一回事，物体保持静止状不是一回事，物体保持静止状态，说明态，说明v0和和a0这两个条件同时成立若仅是这两个条件同时成立若仅是v0，a0，如上抛到最高点的物体，此时物体并不能，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，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，而不是速度为所以平衡状态是指加速度为
5、零的状态，而不是速度为零的状态零的状态 栏目链接栏目链接综综 合合拓拓 展展2求解共点力作用下物体平衡的方法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三角形与空间几何三角形相似求解(2)正交分解法：处
6、理三力或三力以上的平衡问题时非正交分解法：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常方便此时平衡条件可表示为Fx合合0，Fy合合0.栏目链接栏目链接综综 合合拓拓 展展(3)涉及多物体的平衡问题时，通常是整体法与隔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离法交替使用特别提示：特别提示：1.静止与速度静止与速度v0不是一回事不是一回事2对物理中的对物理中的“缓慢移动缓慢移动”可认为物体的移动速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，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按物体处于平衡状态进行分析
7、和处理 栏目链接栏目链接尝尝 试试应应 用用答案：答案：AC 栏目链接栏目链接尝尝 试试应应 用用2(双选双选)如图所示，氢气球受风力作用而使拉住它的细如图所示，氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为绳与地面的夹角为，在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力，在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力的合力为的合力为(氢气球的重力忽略不计氢气球的重力忽略不计)()栏目链接栏目链接尝尝 试试应应 用用A与原来绳子的拉力大小相等，方向相反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沿竖直方向向上，大小等于气球所受的浮力D与原来绳
8、子的拉力方向相反，大小等于风力与浮与原来绳子的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力力的合力答案：答案：AD 栏目链接栏目链接要点要点2 2 超重和失重超重和失重1不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发生变化生变化2超重：当物体具有超重：当物体具有_的加速度时的加速度时(包括向上包括向上加速或向下减速两种情况加速或向下减速两种情况)，物体对支持物的压力，物体对支持物的压力(或对悬挂或对悬挂物的拉力物的拉力)_物体所受重力的现象物体所受重力的现象3失重：物体具有失重：物体具有_的加速度时的加速度时(包括向下加包括向下加速或向上减速两种情况速或向上减速
9、两种情况)，物体对支持物的压力，物体对支持物的压力(或对悬挂物或对悬挂物的拉力的拉力)_自身重力的现象自身重力的现象向上向上大于大于向下向下知知 识识清清 单单小于小于 栏目链接栏目链接4完全失重：物体以加速度完全失重：物体以加速度ag向向_竖直加竖直加速或向上减速时速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时运动的飞船里或竖直上抛时)，物体对支持物的压力，物体对支持物的压力(或对或对悬挂物的拉力悬挂物的拉力)等于等于_的现象的现象下下0知知 识识清清 单单 栏目链接栏目链接小星家住十八楼，每天小星家住十八楼，每天上学放学均要乘竖
10、直升降电上学放学均要乘竖直升降电梯上下楼下楼时，在电梯梯上下楼下楼时，在电梯里，开始他总觉得有种里，开始他总觉得有种“飘飘飘然飘然”的感觉，背的书包也的感觉，背的书包也感觉变感觉变“轻轻”了快到底楼了快到底楼时，他总觉得自己有种时，他总觉得自己有种“脚脚踏实地踏实地”的感觉，背的书包的感觉，背的书包也觉得变也觉得变“重重”了这是为了这是为什么呢？什么呢？应应 用用思思 考考 栏目链接栏目链接超重、失重和完全失重的比较超重、失重和完全失重的比较综综 合合拓拓 展展 栏目链接栏目链接综综 合合拓拓 展展特别提示：特别提示：1.判断一个物体处于超重还是失重状态，判断一个物体处于超重还是失重状态，主要
11、根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断，若竖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，则失重直向上，则超重，若竖直向下，则失重2“超重超重”不是说重力增加了，不是说重力增加了，“失重失重”也不是也不是说重力减少了，说重力减少了，“完全失重完全失重”也不是说重力完全消失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，了在发生超重、失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化且不发生变化 栏目链接栏目链接尝尝 试试应应 用用答案：答案：C 栏目链接栏目链接尝尝 试试应应 用用答案：答案：D 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接题型题型1 共点力平衡
12、共点力平衡 例例1 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大在科学研究中，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；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，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小指示出风力那么风力大小F跟金属球的质量跟金属球的质量m、偏角、偏角之间有什么样的关系呢？之间有什么样的关系呢？
13、栏目链接栏目链接解析：解析：取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力作用：重力mg、水平方向的风力、水平方向的风力F和金属丝的拉力和金属丝的拉力FT，如右，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，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，可以根据力的三角形定则求解，也可以用正交分解法求解也可以用正交分解法求解用力的合成法用力的合成法(
14、如图所示如图所示)，风力，风力F和拉力和拉力FT的合力与重力的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得：等大反向，由平行四边形定则可得：Fmgtan.栏目链接栏目链接1下图为节日里悬挂灯笼的一种方式，下图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，点等高，O为结点，轻绳为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为长度相等，拉力分别为FA、FB，灯，灯笼受到的重力为笼受到的重力为G.下列表述正确的是下列表述正确的是()AFA一定小于一定小于GBFA与与FB大小相等大小相等CFA与与FB是一对平衡力是一对平衡力DFA与与FB大小之和等于大小之和等于G变变 式式应应 用用B 栏目链接栏目链接题型题型2
15、超重、失重现象的分析超重、失重现象的分析例例2 2一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是指针示数变化应是()A先减小，后还原先减小，后还原B先增加，后还原先增加，后还原C始终不变始终不变D先减小，后增加，再还原先减小，后增加，再还原 栏目链接栏目链接解析：解析：人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下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和静止这三个过程(1)在加速向下时，人获得向下的加速度在加速向下时，人获得向下的加速度a，由牛顿，由牛顿第二定律得：第二定律得：mgFNma，FNm(ga)mg，由此可知弹力由此可知弹
16、力FN，将小于重力，将小于重力mg.栏目链接栏目链接(2)在向下减速时，人获得向上的加速度在向下减速时，人获得向上的加速度a，由牛顿，由牛顿第二定律得：第二定律得：FNmgma，FNm(ga)mg，弹力弹力FN将大于将大于mg.(3)当人静止时：当人静止时：FNmg.答案：答案：D 栏目链接栏目链接名师点睛：名师点睛：人蹲下的过程中由初态的静止到末态人蹲下的过程中由初态的静止到末态的静止，所以必先加速的静止，所以必先加速(加速度向下加速度向下)，再减速，再减速(加速度加速度向上向上)，所以先失重，后超重，最后静止，处于平衡状，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
17、题的关键在生活中，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只要留心观察，就会看到超重或失重现象 栏目链接栏目链接2.(双选双选)如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧如右图，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在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A加速下降加速下降B加速上升加速上升C减速上升减速上升 D减速下降减速下降变变 式式应
18、应 用用BD 栏目链接栏目链接题型题型3 超重、失重的计算超重、失重的计算例例3 3 某大型游乐场内，有一种能使人体验超重、失某大型游乐场内，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，可忽略此时座舱受到的阻力极小，可忽略)，当落至一定位置时，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止假设座舱开
19、始下落时的高度为80 m，当下落至距地面，当下落至距地面30 m时，开始对座舱进行制动，并认为座舱的制动过程是时，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匀减速运动 栏目链接栏目链接(1)当座舱从开始下落了当座舱从开始下落了20 m时，质量是时，质量是60 kg的人对的人对座舱的压力为多大？试说明理由座舱的压力为多大？试说明理由(2)当座舱下落到距离地面当座舱下落到距离地面10 m位置时，人对座舱的位置时，人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少？压力与人所受到的重力之比是多少？栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接3.某人在以某人在以a2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能匀加速下降的升降机中最多能举起举起m175 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起起m250 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g取取10 m/s2)变变 式式应应 用用答案：答案：60 kg2 m/s2 栏目链接栏目链接
