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1第七第七节用牛用牛顿运运动定律解决定律解决问题(二二)2课前自主学案课前自主学案一、共点力的平衡条件一、共点力的平衡条件1平平衡衡状状态：物物体体在在力力的的作作用用下下保保持持_或或_的状的状态2平衡条件：平衡条件：_二、超重和失重二、超重和失重1超重超重(1)定定义：由由于于具具有有竖直直向向上上的的加加速速度度，物物体体对水水平平支支持持物物的的压力力(或或对竖直直悬挂挂物物的的拉拉力力)_物体所受重力的物体所受重力的现象象(2)产生生条条件件：物物体体具具有有_的的加加速速度度静止静止匀速直匀速直线运运动合外力合外力为零零大于大于向上向上32失重失重(1)定定义：物物体体对水水平平支支持持物物的的压力力(或或对竖直直悬挂挂物物的的拉拉力力)_物物体体所所受受重重力力的的现象象(2)产生生条条件件：物物体体具具有有_的的加加速速度度3完全失重完全失重(1)定定义：物物体体对支支持持物物的的压力力(或或对悬挂挂物物的拉力的拉力)_的状的状态(2)产生生条条件件：a_，方方向向_小于小于向下向下为零零g竖直向下直向下4三、从三、从动力学看自由落体运力学看自由落体运动1受受力力情情况况：运运动过程程中中只只受受_作作用用，且且 重重 力力 恒恒 定定 不不 变，所所 以以 物物 体体 的的_恒定恒定2运运动情情况况：初初速速度度为_的的竖直直向向下下的的_直直线运运动重力重力加速度加速度零零匀加速匀加速5核心要点突破核心要点突破67物物体体在在三三个个共共点点力力作作用用下下处于于平平衡衡状状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向任意两个力的合力与第三个力等大反向物物体体受受N个个共共点点力力作作用用处于于平平衡衡状状态时，其其中中任任意意一一个个力力与与剩剩余余(N1)个个力力的的合合力力一一定定等等大反向大反向当当物物体体处于于平平衡衡状状态时，沿沿任任意意方方向向物物体体所所受的合力均受的合力均为零零3解共点力平衡解共点力平衡问题的一般步的一般步骤(1)选取研究取研究对象象(2)对所所选取取的的研研究究对象象进行行受受力力分分析析，并并画画出出受力受力图8(3)对研研究究对象象所所受受的的力力进行行处理理，一一般般情情况况下下需需要要建建立立合合适适的的直直角角坐坐标系系，对各各力力按按坐坐标轴进行正交分解行正交分解(4)建建立立平平衡衡方方程程若若各各力力作作用用在在同同一一直直线上上，可可直直接接用用F合合0的的代代数数式式列列方方程程若若几几个个力力不不在在同同一一直直线上上，可可用用Fx合合0与与Fy合合0联立立列列出方程出方程组(5)对方程求解，必要方程求解，必要时需需对解解进行行讨论9即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)1共共点点的的五五个个力力平平衡衡，则下下列列说法法中中不不正正确的是确的是()A其中四个力的合力与第五个力等大反向其中四个力的合力与第五个力等大反向B其其中中三三个个力力的的合合力力与与其其余余的的两两个个力力的的合合力等大反向力等大反向C五个力合力五个力合力为零零D撤去其中的三个力，物体一定不平衡撤去其中的三个力，物体一定不平衡10解解析析：选D.共共点点的的五五个个力力平平衡衡，则五五个个力力的的合合力力为零零，C正正确确任任意意三三个个力力或或四四个个力力的的合合力力与与其其余余的的两两个个力力的的合合力力或或第第五五个个力力一一定定等等大大反反向向，A、B正正确确而而撤撤去去其其中中三三个个力力，剩剩余余两两个个力力的的合合力力不不一一定定为零零，物体不一定平衡，物体不一定平衡，D错11二、二、对超重、失重和完全失重的超重、失重和完全失重的进一步理解一步理解1视重重：当当物物体体挂挂在在弹簧簧秤秤下下或或放放在在水水平平台台秤秤上上时，弹簧簧秤秤或或台台秤秤的的示示数数称称为“视重重”，大小等于秤所受的拉力或大小等于秤所受的拉力或压力力2视重、失重和超重的关系重、失重和超重的关系12加速度情况加速度情况现象象视重重(F)视重重(F)与重力与重力(mg)比比较平衡状平衡状态a0匀速或静止匀速或静止FmgFmga向上向上超重超重Fm(ga)Fmga向下向下失重失重Fm(ga)Fmgag向下向下完全失重完全失重F0F0mg133.对超重、失重的理解超重、失重的理解应注意以下几个方面注意以下几个方面(1)物物体体处于于“超超重重”或或“失失重重”状状态，并并不不是是说物物体体的的重重力力增增加加了了或或减减小小了了(甚甚至至消消失失了了)地地球球作作用用于于物物体体的的重重力力始始终是是存存在在的的且且大大小小也也无无变化化即即使使是是完完全全失失重重现象象，物物体体的的重重力力也也没没有有变小小当当然然，物物体体所所受受重重力力会会随随高高度度的的增增加而减小，但加而减小，但这不是失重不是失重现象象(2)超超(失失)重重现象象是是指指物物体体对悬挂挂物物的的拉拉力力(或或对支持物的支持物的压力力)大于大于(小于小于)重力的重力的现象象(3)“超超重重”“”“失失重重”现象象与与物物体体运运动的的速速度度方方向向和和大大小小均均无无关关，只只决决定定于于物物体体的的加加速速度度方方向向14(4)日日常常所所说的的“视重重”与与“重重力力”有有区区别视重重大大小小是是指指物物体体对支支持持物物或或悬挂挂物物的的作作用用力力大大小小，只只有有当当物物体体的的加加速速度度为零零时，视重重大小才等于重力的大小大小才等于重力的大小4处理超重与失重理超重与失重问题的基本思路的基本思路超超重重和和失失重重问题实质上上就就是是牛牛顿第第二二定定律律应用用的的延延续，解解题时仍仍应抓抓住住加加速速度度这个个关关键量量15特特别提提醒醒：(1)若若系系统中中某某一一部部分分有有向向上上或或向向下下的的加加速速度度，则系系统整整体体也也处于于超超重重或或失失重重状状态(2)从从牛牛顿第第二二定定律律可可以以知知道道，加加速速度度方方向向是是超超失失重重判判断断的的关关键，若若加加速速度度方方向向向向上上(包包括括斜斜向向上上)，物物体体处于于超超重重状状态；若若加加速速度度方方向向向下向下(包括斜向下包括斜向下)，物体，物体处于失重状于失重状态(3)当当物物体体处于于完完全全失失重重状状态时，由由重重力力引引起起的的一一切切现象象都都会会消消失失，如如物物体体对桌桌面面无无压力力，单摆不不再再摆动，浸浸在在液液体体中中的的物物体体不不受受浮浮力力16即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)2(2011年年泰泰州州高高一一检测)升升降降机机中中站站在在测力力计上上的的人人，发现测力力计示示数数比比自自己己的的体体重小，重小，则()A人受到的重力减小了人受到的重力减小了B人受到的重力不人受到的重力不变C升降机可能正在加速上升升降机可能正在加速上升D升降机可能正在加速下降升降机可能正在加速下降17解解析析：选BD.测力力计示示数数小小于于重重力力，说明明人人处于于失失重重状状态失失重重并并不不是是重重力力减减小小了了，而而是是“视重重”减减小小，人人的的重重力力未未变，A错，B对失失重重说明明升升降降机机的的加加速速度度方方向向向向下下，它它可可能能加加速速向向下下运运动，也也可可能能减减速速上上升升运运动，C错，D对18课堂互动讲练课堂互动讲练解决共点力平衡问题的常用方法解决共点力平衡问题的常用方法类型一类型一例例例例1 1(2009年年高高考考山山东卷卷)如如图471所所示示，光光滑滑半半球球形形容容器器固固定定在在水水平平面面上上，O为球球心心一一质量量为m的的小小滑滑块，在在水水平平力力F的的作作用用下下静静止止于于P点点设滑滑块所所受受支支持持力力为FN，OP与与水水平方向的平方向的夹角角为，下列关系正确的是，下列关系正确的是()图4711920212223【答案答案】A【方方法法总结】求求解解共共点点力力平平衡衡问题的的关关键是是：对研研究究对象象受受力力分分析析并并画画出出受受力力图，然然后后应用用共点力平衡条件列方程求解即可共点力平衡条件列方程求解即可24 变式式训练1(2010年年高高考考湖湖南南卷卷)如如图474所所示示，一一物物块置置于于水水平平地地面面上上当当用用与与水水平平方方向向成成60角角的的力力F1拉拉物物块时，物物块做做匀匀速速直直线运运动；当当改改用用与与水水平平方方向向成成30角角的的力力F2推推物物块时，物物块仍仍做做匀匀速速直直线运运动若若F1和和F2的的大大小小相相等等，则物物块与与地地面面之之间的的动摩擦因数摩擦因数为()图474252627动态平衡问题的求解动态平衡问题的求解类型二类型二例例例例2 2用用三三根根轻绳将将质量量为m的的物物块悬挂挂在在空空中中，如如图475所所示示，已已知知绳AO和和BO与与竖直直方方向向的的夹角角都都是是30，若若想想保保持持A、O两两点点的的位位置置不不变，而而将将B点点下下移移至至OB水水平平，则此此过程程中中()AOB绳上的拉力先增大后减小上的拉力先增大后减小BOB绳上的拉力先减小后增大上的拉力先减小后增大COA绳上的拉力先增大后减小上的拉力先增大后减小DOA绳上的拉力不断减小上的拉力不断减小28图4752930图476【答案答案】B31【方方法法总结】处理理该类动态问题的的方方法法就就是是在在原原来来处理理平平衡衡问题的的基基础上上，注注意意分分析析由由于于某某一一个个物物理理量量的的变化化，而而带来来的的其其他他变化，可用化，可用图解法，也可用数学解法，也可用数学讨论法求解法求解变式式训练2(2011年年南南阳阳高高一一检测)在在粗粗糙糙水水平平地地面面上上与与墙平平行行放放着着一一个个截截面面为半半圆的的柱柱状状物物体体A，A与与竖直直墙之之间放放一一光光滑滑圆球球B，整整个个装装置置处于于静静止止状状态现对B加加一一竖直直向向下下的的力力F，F的的作作用用线通通过球球心心，设墙对B的的作作用用力力为F1，B对A的的作作用用力力为F2，地地面面对A的的作作用用力力为F3.若若F缓慢慢增增大大而而整整个个装装置置仍仍保保持持静静止止，截截面面如如图477所所示示，在在此此过程程中中()32图477AF1保持不保持不变，F3缓慢增大慢增大BF1缓慢增大，慢增大，F3保持不保持不变CF2缓慢增大，慢增大，F3缓慢增大慢增大DF2缓慢增大，慢增大，F3保持不保持不变3334对超重、失重的理解对超重、失重的理解类型三类型三例例例例3 3(2011年年唐唐山山市市模模拟)几几位位同同学学为了了探探究究电梯梯起起动和和制制动时的的运运动状状态变化化情情况况，他他们将将体体重重计放放在在电梯梯中中，一一位位同同学学站站在在体体重重计上上，然然后后乘乘坐坐电梯梯从从1层直直接接到到10层，之之后后又又从从10层直直接接回回到到1层用用照照相相机机进行行了了相相关关记录，如如图478所所示示图1为电梯梯静静止止时体体重重计的的照照片片，图2、图3、图4和和图5分分别为电梯梯运运动过程程中中体体重重计的的照照片片根根据据照照片片推推断断正正确确的的是是()35图478A根根据据图2推推断断电梯梯一一定定处于于加加速速上上升升过程，程，电梯内同学可能梯内同学可能处于超重状于超重状态B根根据据图3推推断断电梯梯一一定定处于于减减速速下下降降过程，程，电梯内同学可能梯内同学可能处于失重状于失重状态C根根据据图4推推断断电梯梯可可能能处于于减减速速上上升升过程，程，电梯内同学一定梯内同学一定处于失重状于失重状态D根根据据图5推推断断电梯梯可可能能处于于减减速速下下降降过程，程，电梯内同学一定梯内同学一定处于超重状于超重状态36【自自主主解解答答】由由图1可可知知该同同学学体体重重约为46kg，图2和和图5体体重重计的的读数数约为50kg，大大于于该同同学学体体重重，则一一定定具具有有向向上上的的加加速速度度，处于于超超重重状状态，电梯梯可可能能加加速速向向上上，也也可可能能减减速速向向下下运运动，故故A项错、D项对图3和和图4中中体体重重计读数数约为42kg，小小于于该同同学学的的体体重重，说明明电梯梯具具有有向向下下的的加加速速度度，处于于失失重重状状态，可可能能是是加加速速下下降降或或减减速速上上升升运运动，故故B项错C项对故故选CD.【答案答案】CD37【方方法法总结】(1)超超重重现象象和和失失重重现象象只只与与加加速度的方向有关，与运速度的方向有关，与运动方向无关方向无关(2)超超重重、失失重重变化化的的是是物物体体的的视重重，物物体体的的重重力并不力并不发生生变化化变式式训练3(2010年年高高考考浙浙江江卷卷)如如图479所所示示，A、B两两物物体体叠叠放放在在一一起起，以以相相同同的的初初速速度度上上抛抛(不不计空空气气阻阻力力)下下列列说法法正正确确的的是是()38图479A在在上上升升和和下下降降过程程中中A对B的的压力力一一定定为零零B上上升升过程程中中A对B的的压力力大大于于A物物体体受受到到的重力的重力C下下降降过程程中中A对B的的压力力大大于于A物物体体受受到到的重力的重力D在在上上升升和和下下降降过程程中中A对B的的压力力等等于于A物体受到的重力物体受到的重力3940知能优化训练知能优化训练p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
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