《物理人教必修1同步教学案：第4章 牛顿运动定律：第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理人教必修1同步教学案：第4章 牛顿运动定律：第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 7 7 节节 用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题( (二二) )1一个物体在力的作用下，如果保持_状态或者_状态，我们就 说这个物体处于平衡状态共点力作用下物体的平衡条件是_其数学表达式为 F合_或Error!，其中 Fx 合为物体在 x 轴方向上所受的合外力，Fy 合为物体在 y 轴方向上 所受的合外力 2超重：当物体具有_的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬线的拉力)_物体 所受的_的现象称为超重_ 由此可知：产生超重现象的条件是物体具有_的加速度，它与物体运动速度的大小和方 向_超重包括_和_两种情况 3失重：当物体具有_的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力
2、) _物体所受的_的现象，称为失重现象 由此可知：产生失重现象的条件是物体具有_的加速度，它与物体运动速度的大小和方 向_失重现象包括_和_两种情况 4完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于_的状态，叫做完全失重状 态 产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于_时，就产生完全失 重现象 5自由落体从受力的角度看，只受大小、方向都不变的_，故自由落体的加速度大小、 方向也是_的；从运动的角度看，是初速度为零、竖直向下的_直线运动 6一物体放在粗糙的水平面上，质量 m5 kg，物体与水平面间的动摩擦因数为 0.3，当 用水平力 F 作用在物体上时，物体恰好做匀速直线运动，则
3、力 F 应为多少？7以下关于超重与失重的说法正确的是( ) A游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B在超重现象中，物体的重力是增大的 C处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D如果物体处于失重状态，它必然有向下的加速度【概念规律练】 知识点一 共点力作用下物体的平衡 1物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( ) A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一物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C物体所受合力为零，就一定处于平衡状态 D物体做匀加速直线运动时，物体处于平衡状态 2.bC图 1 如图 1 所示，物块在力 F 作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块
4、所受的摩擦力 Ff与拉力 F 的合力方向应该是( ) A水平向右 B竖直向上 C向右偏上 D向左偏上 3.图 2 如图 2 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，试求水平力的大小知识点二 超重和失重现象 4游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉下列描 述正确的是( ) A当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 B当升降机减速下降时，游客是处在超重状态 C当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 D当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 5.图 3 某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为 490 N他将弹簧测力计移至电梯
5、内称其体重，t0 至 t3时间段内弹簧测力计的示数如图 3 所示，电梯运行的 vt 图可能是下图中的(取电梯向 上运动的方向为正)( )6质量为 60 kg 的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数 是多少？(g 取 10 m/s2) (1)升降机匀速上升；(2)升降机以 3 m/s2的加速度加速上升；(3)升降机以 4 m/s2的加速度加速下降知识点三 竖直上抛运动中的失重现象 7.图 4 如图 4 所示，A、B 两物块叠放在一起，当把 A、B 两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻 力)，则( ) AA 的加速度小于 g BB 的加速度大于 g CA、B 的加速度均
6、为 g DA、B 间的弹力为零 【方法技巧练】 一、应用图解法处理平衡问题 8.图 5 如图 5 所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳 OA 使连接点 A 向上移动而保持 O 点位置 和 OB 绳的位置不变，则在 A 点向上移动的过程中( ) A绳 OB 的拉力逐渐增大 B绳 OB 的拉力逐渐减小 C绳 OA 的拉力先增大后减小 D绳 OA 的拉力先减小后增大 二、应用合成法和正交分解法处理平衡问题9.图 6 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 6 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；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
7、度风力越大，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 F 跟金属球的质量 m、偏角 之间有什么样的关系呢？(试用合成法和 正交分解法两种方法求解)1大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组力中，可能使小球处于平衡状态的 一组是( ) A2 N,3 N,6 N B1 N,4 N,6 N C35 N,15 N,25 N D5 N,15 N,25 N 2在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是( ) A天平 B水银气压计 C电流表 D弹簧测力计 3下列说法中正确的是( ) A失重就是物体的重力减小了 B运动的物体惯性小，静止的物体惯性大 C不论超重、失重或完全失
8、重，物体所受重力是不变的 D做实验时，给电磁打点计时器提供交流电源或直流电源，它都能正常工作 4跳水运动员从 10 m 跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入 水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有( ) A上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态 C上升过程和下落过程均处于超重状态 D上升过程和下落过程均处于完全失重状态 5某实验小组，利用 DIS 系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板 上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为 20 N 的物块，如图 7 甲所示，实验中
9、计算机 显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示以下根据图象分析得出 的结论中正确的是( )图 7 A从时刻 t1到 t2，物块处于失重状态 B从时刻 t3到 t4，物块处于失重状态 C电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速上升，再减速向上，最后停在高楼层 D电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 6.图 8 姚明成为了 NBA 一流中锋，给中国人争得了荣誉和尊敬，让更多的中国人热爱上篮球这项 运动姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如图 8 所示，下列 关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒
10、力)( ) A两过程中姚明都处在超重状态 B两过程中姚明都处在失重状态 C前过程为超重，后过程不超重也不失重 D前过程为超重，后过程为完全失重 7.图 9 光滑小球放在两板间，如图 9 所示，当 OA 绕 O 点转动使 变小时，两板对球的压力 FA和 FB的变化为( ) AFA变大，FB不变 BFA和 FB都变大 CFA变大，FB变小 DFA变小，FB变大 8.图 10 如图 10 所示，一个重为 G 的物体放在粗糙水平面上，它与水平面的动摩擦因数为 ，若对物 体施加一个与水平面成 角的力 F，使物体做匀速直线运动，则下列说法中不正确的是( ) A物体所受摩擦力与拉力的合力方向竖直向上 B物体
11、所受的重力、支持力、摩擦力的合力与 F 等大反向 C物体所受的重力、摩擦力、支持力的合力等于 Fcos D物体所受摩擦力的大小等于 Fcos ，也等于 (GFsin ) 9.图 11 用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体，静止时弹簧伸长量为 L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量 为 2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L.斜面倾角为 30，如图 11 所示则物体所受摩 擦力( ) A等于零B大小为 mg，方向沿斜面向下12C大小为mg，方向沿斜面向上32 D大小为 mg，方向沿斜面向上 题 号123456789 答 案 10.质量 m2 kg 的木块放在水平木板上，在 F14 N 的水平拉力作用
12、下恰好能沿水平面匀速 滑行，如图 12 甲所示则木块与木板之间的动摩擦因数为多少？若将木板垫成倾角为 37 斜面(如图乙所示)，要使木块仍能沿斜面匀速向上滑行，则沿平行于斜面向上的拉力 F2应多 大？(已知 cos 370.8，sin 370.6，g10 N/kg)图 1211.图 13 如图 13 所示，一轻弹簧 AB 原长为 35 cm，现 A 端固定于一个放在倾角为 30的斜面、重 50 N 的物体上，手执 B 端，使弹簧与斜面平行当弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长变为 40 cm；当匀速上滑时，弹簧长变为 50 cm.求： (1)弹簧的劲度系数 k；(2)物体跟斜面间的动摩擦因数 .
13、第第 7 7 节节 用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题( (二二) ) 课前预习练 1静止 匀速直线运动 合力为零 0 0 0 2向上 大于 重力 现象 向上 无关 加速上升 减速下降 3向下 小于 重力 向下 无关 加速下降 减速上升 40 重力加速度 5重力 恒定 匀加速 615 N 解析 Fmg0.3510 N15 N. 7D 课堂探究练 1C 2B 对物块进行受力分析如右图所示，除 F 与 Ff外，它还受竖直向下的重力 G 及竖直向上的支持 力 FN，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零由于重力 G 和支持力 FN在竖直方向上， 将重力和支持力等效成一个竖直向下的力，四力平衡
14、转化为三力平衡，则根据三力平衡的原 理，F 与 Ff的合力必须和重力与支持力的合力等大反向，所以沿竖直方向向上故 B 正确 点评 (1)三力平衡的特点：任意两个力的合力必和第三个力等大反向 (2)n 个力共点平衡最终可以等效成二力平衡3.mgsin cos cos sin 解析 以质量为 m 的物体为研究对象，它做匀速运动处于平衡状态对研究对象进行受力分析，该 物体受四个力作用，分别是重力 mg、斜面的摩擦力 Ff、斜面的支持力 FN、水平力 F，受力 图如图所示 对于这类题我们往往采用正交分解法，按图所示方法建立平面直角坐标系，根据平衡条件建 立平衡方程为 Fcos mgsin Ff0，FN
15、mgcos Fsin 0， FfFN.联立以上三个方程，可得 Fmg.sin cos cos sin 4BC 5AD 在 t0t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C 错；t1t2时间段内， 人匀速或静止，t2t3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A、D 都有可能对 6(1)600 N (2)780 N (3)360 N 解析 人站在升降机中的体重计上，受力情况如右图所示 (1)当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得： F合FNG0 所以人受到的支持力 FNGmg600 N. 根据牛顿第三定律，人对体重计的压力的大小就等于体重计的示数，即 600 N. (2)当升降机以 3 m/s2的加速度加速上升时， 由牛顿第二定律得 FNGma， FNGmam(ga)780 N， 由牛顿第三定律得
