用牛顿定律解决问题(二)新人教版必修1教材.ppt

7．用牛顿运动定律解决问题(二) ;你乘坐过电梯吗？电梯在启动、停止的过程中你有怎样的感受？将你的体验与同学交流一下，体会其中蕴含的物理规律．; (1)共点力：物体同时受几个力作用，如果这几个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于一点，那么这几个力就叫共点力． (2)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状态，则该物体处于平衡状态．; 特别提醒： 正确区分“静止”和“v＝0”．物体处于静止状态时，v＝0，a＝0是平衡状态；但是，当v＝0时，物体不一定处于平衡状态，如自由落体运动初始状态或竖直上抛运动物体到达最高点时v＝0，但a＝g，不是平衡状态．; 如图所示，斗牛将人高高挑起处于静止状态，则下列说法正确的是 (　　); (1)视重：所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数． (2)超重：当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象称为超重现象． (3)失重：当物体具有向下的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象，称为失重现象．;(4)完全失重：当物体向下的加速度a＝g时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态，即视重等于零时，称为完全失重状态． (5)产生超重、失重现象的原因： ①产生超重的原因： 当物体具有向上的加速度a(向上加速或向下减速运动)时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma 所以F＝m(g＋a)mg;由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′mg. ②产生失重现象的原因： 当物体具有向下的加速度a(向下加速或向上减速运动)时，支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为F.由牛顿第二定律可知：mg－F＝ma 所以F＝m(g－a)mg 由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′mg.;特例：当物体具有向下的加速度a＝g时． 则F′＝0.物体处于完全失重状态． (6)对超重和失重现象的理解． ①物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小． ②发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向．;③在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等．靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等．; 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是 (　　) A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态 B．台秤P的读数等于mg－F C．台秤Q的读数为mg－2F D．两台秤的读数之和为2mg; 做自由落体运动的物体只受重力的作用，所以由牛顿第二定律F＝ma知物体的加速度是恒定的，故自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．; 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图)，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．;解析：取足球作为研究对象，它共受到三个力的作用．重力G＝mg，方向竖直向下；墙壁的支持力F1，方向水平向右；悬绳的拉力F2，方向沿绳的方向． 这三个力一定是共点力，重力的作用点在球心O点，支持力F1沿球的半径方向．G和F1的作用线必交于球心O点，则F2的作用线必过O点．既然是三力平衡，可以根据任意两力的合力与第三力等大、反向求解，可以据力三角形求解，也可用正交分解法求解．;解法1　用合成法 取足球作为研究对象，它们受重力G＝mg、墙壁的支持力F1和悬绳的拉力F2三个共点力作用而平衡，由共点力平衡的条件可知，F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反，即F＝G，从图中力的平行四边形可求得： F1＝Ftanα＝mgtanα F2＝F/cosα＝mg/cosα.;解法2　用分解法 取足球为研究对象，其受重力G、墙壁支持力F1、悬绳的拉力F2，如图所示．将重力G分解为F1′和F2′，由共点力平衡条件可知，F1与F1′的合力必为零，F2与F2′的合力也必为零，所以 F1＝F1′＝mgtanα F2＝F2′＝mg/cosα.;解法4　用正交分解法求解 取足球作为研究对象，受三个力作用，重力G、墙壁的支持力F1、悬绳拉力F2，如图所示，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将F2分别沿x轴和y轴方向进行分解．由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零．即 Fx合＝F1－F2sinα＝0① Fy合＝F2cosα－G＝