1、第四章 牛顿运动定律 7 用牛顿运动定律解决问题 ( 二 ) 学 习 目 标 重 点 难 点 1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点力作用下物体的平衡条件 . 2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题 . 3.通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质 . 重点 1.共点力作用下物体的平衡条件及应用 . 2.发生超重、失重现象的条件及本质 难点 1.共点力平衡条件的应用 . 2.超重、失重现象的实质正确分析受力并恰当地运用正交分解法 . 知识点一 共点力的平衡条件 提炼知识 1 平衡状态：一个物体在力 的作用下 保持静止 或 匀速直线运动 的状态 2 平衡条件：在
2、共点力作用下物体的平衡条件是合力为 0. 判断正误 1 只有加速度等于零 ， 速度也等于零时 ， 物体才处于平衡状态 ( ) 2 在平直赛道上以很大的速度匀速飞驰赛车处于平衡状态 ( ) 3 当物体被竖直向上 抛出达最高点时 ， 此时刻物体处于平衡态 ， 上升和下降时不处于平衡态 ( ) 小试身手 1 物体在共点力作用下 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 若物体的速度在某一时刻等于零 ， 物体就一定处于平衡状态 B 某物体相对于另一物体保持静止时 ， 该物体一 定处于平衡状态 C 物体所受合力为零时 ， 就一定处于平衡状态 D 物体做匀加速运动时 ， 物体处于平衡状态 答案： C 知识点二
3、超重和失重 提炼知识 1 超重：物体对支持物的压力 ( 或对悬挂物的拉力 )大于 物体所受重力的现象 2 失重：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 3 完全失重：当物体向下的加速度为 g 时 ， 物体对支持物、悬挂物 完全没有作用力 ， 好像完全没有了重力作用 判断正误 1 物体处于超重时 ， 物体的重力增加 ， 处于失重时物体的重力减小 ( ) 2 竖直向上抛的物体上升时超重 ， 下降时失重 ( ) 3 在加速上升的电梯中用弹簧秤测一物体的重力 ，“ 视 重 ” 大于物体的重力 ( ) 小试身手 2 下列关于超重和失重的说法中 ， 正确的是 ( ) A
4、物体处于超重状态时 ， 其重力增加了 B 物体处于完全失重状态时 ， 其重力为零 C 物体处于超重或失 重状态时 ， 其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D 物体处于超重或失重状态时 ， 其质量及受到的重力都没有变化 答案： D 知识点 三 从动力学看自由落体运动 提炼知识 1 受力情况：运动过程中 只受 重力 作用 ， 因重力恒定不变 ， 所以物体的 加速度 恒定 2 运动情况：初速度 为零 的竖直向下的 匀加速 直线运动 判断正误 1 做自由落体运动的不同物体经相同时间 ， 速度的增加一定相 同 ( ) 2 竖直向上抛出的物体上升到最高点时 ， 其加速度为零 ( ) 3 竖直向上抛出的
5、物体当空气阻力不能忽略时 ， 上升阶段的加速度大于下落阶段的加速度 ( ) 小试身手 3 ( 多选 ) 一物体从某一行星表面竖直向上抛出 ( 不计空气阻力 ) t 0 时抛出 ， 得到如图所示的 s - t 图象 ， 则( ) A 该行星表面的重力加速度为 8 m/s2B 该物体上升 的时间为 5 s C 该物体被抛出时的初速度为 1 0 m/s D 该 物体落到行星表面时的速度为 20 m/s 答案： AD 拓展一 平衡状态、平衡条件的理解应用 1 什么是平衡状态？ 提示：物体保持静止或匀速直线运动的状态叫做平衡状态 2 物体只有在不受力作用时 ， 才能保持平衡状态吗？ 提示：不是因为处于平
6、衡状态时 ， 物体所受的合力为零 ， 而不只是不受力作用 3 速度等于零时 ， 物体一定处于平衡状态吗 ？ 提示：不一定平衡状态表现为速度始终不变 ， 当物体某一瞬间的速度为零时 ， 但速度要发生变化 ， 即加速度不为零时 ， 就不是平衡状态 1 两种平衡情形 (1) 物体在共点力作用下处于静止状态 (2) 物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态 2 两种平衡条件的表达式 (1) F 合 0. ( 2)Fx 合 0Fy 合 0其中 Fx 合和 Fy 合分别是将所受的力进行正交分解后，物体在 x 轴和 y 轴方向上所受的合力 3 由平衡条件得出的三个结论： 4 求解共点力 平衡问题的一般步骤 (
7、 1) 选取研究对象 (2) 将研究对象隔离出来 ， 分析物体的受力情况并画受力示意图 (3) 根据物体的受力特点选取适当的方法 ， 一般采用正交分解法 (4) 列方程求解 ， 并检查答案是否完整、合理 特别说明 如果物体只在某一方向上处于平衡状态 ， 则该方向上合力为零 ， 因此可以在该方向上应用平衡条件列式求解 【典例 1 】 如图 ， 质量为 m 的物体置于倾角为 37 的固定斜面上 ， 物体与斜面之间的动摩擦因数为 0.1 ， 如图甲所示 ， 先用平行于斜面的推力 F1作用于物体上 ， 使其能沿斜面匀速上滑 ， 若改用水平推力 F2作用于物体上 ， 也能使物体沿斜面匀速上滑 ， 如图乙
8、所示 ，求两次推力之比 ( sin 37 0.6 ， c os37 0.8) 解析： 根据共点力平衡条件 ， 可得 F1作用时： F1 mg s in FN， FN mg cos ， F2作用时： F2cos mg sin FN， FN mg cos F2sin ， 联立 式 ， 得F1F23750. 答案： 3750 1 用三根轻绳将质量为 m 的物块悬挂在空中 ， 如图所示已知 ac 和 bc 与竖直方向的夹角分别为 30 和 60 ， 则 ac 绳和 bc 绳中的拉力分别为 ( ) A.32mg ，12mg B.12mg ，32mg C.34mg ，12mg D.12mg ，34mg 答
9、案： A 2. 如图所示 ， 质量为 m 的物体 ， 在水平力 F 的作用下 ， 沿倾角为 的粗糙斜面向上做匀速运动 ， 物体与斜面间的摩擦因数为 . 则水平推力的大小为 ( ) A.sin cos cos sin mg B.sin cos cos sin mg C mg sin mg co s D. mg sin mg cos cos 解析： 物体做匀速运动处于平衡状态 ， 受力分析如图所示 ， 由平衡条件得： 沿斜面方向： F cos mg sin f 0 ， 垂直斜面方向： FN mg cos F s in 0 ， 又有： f FN解以上各式得： F （ sin cos ） mgcos sin . 答案： A 拓展二 超重、失重的理解应用 一位同学甲站在体重计上静止 ， 另一位同学说出体重计的示数注意观察接下来的实验现象 (1) 甲突然下蹲时 ， 体重计的示数是否变化？怎样变化？ 提示： 示数发生了变化 ， 示数变小
