高中物理第四章牛顿运动定律第7节用牛顿运动定律解决问题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章,第,7,节,新知预习,巧设计,名师课堂,一点通,创新演练,大冲关,读教材填关键点,关键点一,关键点二,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,试身手夯基础,关键语句归纳,第1页,第2页,第3页,1了解共点力作用下物体平衡状态,概念，明确平衡条件即,F,合,0，会用平衡条件处理力平衡问题。,2经过试验认识什么是超重和失重现,象，知道产生超重和失重条件。,3能解答以自由落体为基础竖直方,向运动学问题(竖直上抛、下抛)。,第4页,第5页,读教材,填关键点,1共点力平衡条件,(1)平衡状态：物体在力作用下保持,或,状态，则这个物体处于平衡状态。,(2)平衡条件：,为零。,静止,匀速直线运动,协力,第6页,2超重和失重,(1)超重：,定义：物体对支持物压力(或对悬挂物拉力),物体所受重力现象。,产生条件：物体含有,加速度。,大于,竖直向上,第7页,(2)失重：,定义：物体对支持物压力(或对悬挂物拉力),物体所受重力现象。,产生条件：物体含有,加速度。,完全失重：,a定义：物体对支持物压力(或对悬挂物拉力),状态。,b产生条件：,a,g,，方向,。,小于,竖直向下,等于零,竖直向下,关键一点,物体处于失重状态还是超重状态，是由物体加速度方向决定。,第8页,3从动力学角度看自由落体运动,(1)运动学特征：初速度为零竖直向下,直线运动。,(2)动力学特征：只受重力作用，且重力恒定不变，所以物体,恒定。,(3)加速度：由,F,ma,得：,a,g,，即为重力加速度。,匀加速,加速度,第9页,试身手,夯基础,1若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是 (),A静止B匀速直线运动,C速度为零,D协力为零,解析：,处于平衡状态物体，可能处于静止或匀速直线运动状态，但其协力一定为零，故D选项正确。,答案：,D,第10页,2关于超重和失重以下说法中，正确是 (),A超重就是物体所受重力增大了，失重就是物体,所受重力降低了,B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以,做自由落体运动物体不受重力作用,C物体含有向上速度时处于超重状态，物体含有,向下速度时处于失重状态,D物体处于超重或失重状态时，物体重力一直存,在且未发生改变,第11页,解析：,物体含有向上加速度时处于超重状态，含有向下加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体重力发生改变，而是物体对支持物压力或对悬挂物拉力发生改变，总而言之，A、B、C项错误，D项正确。,答案：,D,第12页,3自由落体运动是加速度_和_都,不变匀变速直线运动，加速度之所以恒定不变，是因为物体在下落过程中所受_大小、方向都不变。,答案：,大小方向重力,第13页,第14页,1对共点力作用下物体平衡了解,(1)两种平衡情形：,静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态。,动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。,第15页,第16页,第17页,(2)由平衡条件得出结论：,物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向，是一对平衡力。,物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力协力与第三个力等大反向。,物体受,N,个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩下(,N,1)个力协力一定等大反向。,当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受协力均为零。,第18页,3解题方法,(1)合成法：对于三个共点力平衡，普通依据,“任意两个力协力与第三个力等大、反向”关系，结合三角函数、相同三角形等知识求解。,(2)分解法：对于三个共点力平衡，也可将某一个力分解到另外两个力反方向上，得到这两个分力必定与另外两个力等大、反向。,第19页,(3)正交分解法：物体受多个共点力作用处于平衡状态时，能够建立适当坐标系，利用正交分解法求出,x,轴和,y,轴方向上协力，应用,F,x,合,0，,F,y,合,0列式求解。,(4)三角形法：,当三个共点力平衡时，三个力能够组成首尾相连矢量三角形，这种方法普通用来讨论动态平衡问题较为方便。,第20页,图471,1在科学研究中，能够用风力仪直接,测量风力大小，其原理如图471所表示。,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,向吹来风时，金属丝偏离竖直方向一个角,度。风力越大，偏角越大。经过传感器，就能够依据偏角大小指示出风力。那么风力大小,F,跟金属球质量,m,、偏角,之间有什么样关系呢？,第21页,第22页,解析,取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力作用：重力,mg,、水平方向风力,F,和金属丝拉力,F,T,，如图所表示。这三个力是共点力，在这三个共点力作用下金属球处于平衡状态，则这三个力协力为零。依据任意两力协力与第三个力等大反向求解，能够依据力三角形定则求解，也能够用正交分解法求解。,第23页,法一：,力合成法,如图甲所表示，风力,F,和拉力,F,T,协力与重力等大反向，由平行四边形定则可得,F,mg,tan,第24页,法二：,力分解法,重力有两个作用效果：使金属球抵抗风吹力和使金属丝拉紧，所以能够将重力沿水平方向和金属丝方向进行分解，如图乙所表示，由几何关系可得,F,F,mg,tan,第25页,法三：,正交分解法,以金属球为坐标原点，取水平方向为,x,轴，竖直方向为,y,轴，建立坐标系，如图丙所表示。由水平方向协力,F,合,x,和竖直方向协力,F,合,y,分别等于零，即,F,合,x,F,T,sin,F,0,F,合,y,F,T,cos,mg,0,解得,F,mg,tan,第26页,由所得结果可见，当金属球质量,m,一定时，风力,F,只跟偏角,相关。所以，偏角,大小就能够指示出风力大小。,答案,F,mg,tan,第27页,对于共点力作用下物体平衡问题求解能够采取各种方法，普通情况下，物体受三力平衡时多采取力合成与分解，构建矢量三角形，惯用方法有图解法和相同三角形法。当物体受三个以上力平衡时，多采取正交分解。,第28页,1视重,当将物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤示数称为,“视重”，大小等于弹簧测力计所受拉力或台秤所受压力。,第29页,2超重与失重对比分析,特征,状态,加速度,视重(,F,)与重力关系,运动情况,受力图,平衡,a,0,F,mg,静止或匀速直线运动,超重,向上,F,m,(,g,a,),mg,向上加速，向下减速,第30页,特征,状态,加速度,视重(,F,)与重力关系,运动情况,受力图,失重,向下,F,m,(,g,a,),mg,向下加速，向上减速,完全失重,a,g,F,0,自由落体运动、抛体运动、正常运行卫星,第31页,3,“超重”与“失重”本质,(1)超重与失重现象仅仅是一个表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)增大或减小，是,“视重”改变，改变量为,ma,，,a,为物体竖直方向加速度。,第32页,(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也能够是向下减速运动，即只要物体加速度方向是向上，物体就处于超重状态，物体运动方向可能向上也可能向下。同理，物体处于失重状态时，物体加速度向下，物体既能够做向下加速运动，也能够做向上减速运动。,(3)不论是超重还是失重，物体本身重力并不改变。,第33页,名师点睛,(1)超重和失重现象与物体速度大小和方向无关，只取决于物体加速度方向。,(2)当物体处于完全失重状态时，由重力引发一切现象都会消失，如物体对桌面无压力，单摆不再摆动，浸在液体中物体不受浮力。,(3)物体处于超重状态，它加速度不一定竖直向上，但加速度一定有竖直向上分量；同理处于失重状态物体，其加速度方向不一定竖直向下，但一定有竖直向下分量。,第34页,2质量为60 kg人站在升降机中体重计上，当升降机做以下各种运动时，体重计读数是多少？处于什么状态？(,g,10 m/s,2,),(1)升降机匀速上升；,(2)升降机以3 m/s,2,加速度加速上升；,(3)升降机以4 m/s,2,加速度加速下降。,第35页,解析,人站在升降机中体重计上，受力情况如图所表示。,(1)当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得：,F,合,F,N,G,0，所以人受到支持力,F,N,G,mg,600 N。,依据牛顿第三定律得，人对体重计压力就等于体重计示数，即600 N，处于平衡状态。,第36页,(2)当升降机以3 m/s,2,加速度加速上升时，由牛顿第二定律得：,F,N,G,ma,，,F,N,ma,G,m,(,g,a,)780 N。,由牛顿第三定律得，此时体重计示数为780 N，大于人重力，人处于超重状态。,(3)当升降机以4 m/s,2,加速度加速下降时，由牛顿第二定律得：,G,F,N,ma,，,F,N,G,ma,m,(,g,a,)360 N，,由牛顿第三定律得，此时体重计示数为360 N，小于人重力600 N，人处于失重状态。,第37页,答案,(1)600 N平衡状态(2)780 N超重状态(3)360 N失重状态,第38页,(1)利用牛顿第二定律列方程时，普通以,a,方向为正方向，则与加速度方向相同力减去与加速度方向相反力即为协力。,(2)判断超重、失重现象，其关键是看加速度方向，而不是运动方向。,第39页,第40页,1处于平衡状态物体所受协力为零，此时物体加速度为零，但物体速度不一定为零。,2若物体含有竖直向上加速度或含有竖直向上分加速度，则物体处于超重状态；若物体含有竖直向下加速度或含有竖直向下分加速度，则物体处于失重状态。,3物体不论处于超重状态，还是失重状态，物体重力并没有改变，只是物体对悬线拉力或对支持物压力比重力大了或比重力小了。,第41页,