高中物理人教版第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(二) 優(yōu)秀作品

用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.熟練掌握共點(diǎn)力平衡條件，提高應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析超重、失重問(wèn)題的能力；2.自主學(xué)習(xí)，合作探究，學(xué)會(huì)定量分析超重、失重現(xiàn)象的方法；3.激情投入，享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)，培養(yǎng)細(xì)心觀察、勤于思考的習(xí)慣。【自主學(xué)習(xí)】問(wèn)題一：共點(diǎn)力的平衡條件什么是平衡狀態(tài)？2.共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的條件是什么？如果物體受力較多，一般采用正交分解法，此時(shí)兩個(gè)方向的力學(xué)關(guān)系式特點(diǎn)是：?jiǎn)栴}二：超重與失重情景1：質(zhì)量為的物塊放在電梯底板上，當(dāng)電梯以加速度加速上升時(shí)此時(shí)物塊超重還是失重？在該情景中，物塊的重力是否改變了？情景2：質(zhì)量為的物塊放在電梯底板上，當(dāng)電梯以加速度加速下降時(shí)此時(shí)物塊超重還是失重？在該情景中，物塊的重力是否改變了？加速度方向物體的運(yùn)動(dòng)情況視重(F)與重力(G)比較超重失重完全失重【考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一、共點(diǎn)力的平衡條件典型例題：三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖所示，其中OB是水平的，A端、B端固定．若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC解析：解法一：運(yùn)用力的分解法．OC中的拉力等于重物的重力，將此力按力的作用效果可分解為如圖甲所示的兩個(gè)分力F1和F2，它們分別等于OA、OB中的拉力，由幾何關(guān)系可知三段繩中的OA的拉力最大．故逐漸增加重物的質(zhì)量時(shí)，最先斷的繩是OA.解法二：運(yùn)用力的合成法．點(diǎn)評(píng)：1．重要推論①當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的某一個(gè)力與它所受的其余力的合力大小相等、方向相反，作用在同一直線上．②當(dāng)物體受到三個(gè)互成角度的力(非平行力)作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力必在同一平面內(nèi)，且三個(gè)力的作用線或作用線的反向延長(zhǎng)線必相交于一點(diǎn)．③物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，如果通過(guò)平移力的作用線，使之首尾連接，必然會(huì)構(gòu)成一個(gè)封閉的多邊形．求共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的常用方法有：(1)力的分解法；(2)力的合成法；(3)正交分解法；(4)相似三角形法；(5)圖解法等．反饋訓(xùn)練一：兩個(gè)完全相同的小球A、B，質(zhì)量均為m，用長(zhǎng)度相同的細(xì)線分別懸掛在天花板上的O點(diǎn)，再用相同長(zhǎng)度的細(xì)線連接A、B.現(xiàn)用一水平向右的力F作用在小球A上，使三線均處于拉直狀態(tài)，如圖所示．將兩小球視為質(zhì)點(diǎn)，則力F的大小是()eq\f(\r(3),3)mg\f(\r(3),2)mgC．mg\r(3)mg探究點(diǎn)二、超重與失重典型例題：在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是()A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下解析：由題知體重計(jì)的示數(shù)為40kg時(shí)，人對(duì)體重計(jì)的壓力小于人的重力，故處于失重狀態(tài)，實(shí)際人受到的重力并沒(méi)有變化，A錯(cuò)；由牛頓第三定律知B錯(cuò)；電梯具有向下的加速度，但不一定是向下運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；由牛頓第二定律mg－FN＝ma，可知a＝eq\f(g,5)，方向豎直向下，D對(duì)。點(diǎn)評(píng)：(1)盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量即ay≠0，物體就會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。當(dāng)ay方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。(2)超重并不是說(shuō)重力增加了，失重并不是說(shuō)重力減小了，完全失重也不是說(shuō)重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化。(3)在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等。反饋訓(xùn)練二：如圖所示，木箱頂端固定一豎直放置的彈簧，彈簧下方有一物塊，木箱靜止時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且物塊與箱底間有壓力。若在某段時(shí)間內(nèi)，物塊對(duì)箱底剛好無(wú)壓力，則在此段時(shí)間內(nèi)，木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為()A．減速下降B．加速上升C．物塊處于失重狀態(tài)D．物塊處于超重狀態(tài)【考點(diǎn)鞏固】1.下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述中,正確的是()A.坐過(guò)山車經(jīng)過(guò)最高位置時(shí),人處于超重狀態(tài)B.列車在水平直軌道上加速行駛,車上的人處于超重狀態(tài)C.在國(guó)際空間站內(nèi)的宇航員處于完全失重狀態(tài),因?yàn)檫@時(shí)候宇航員不受重力了D.電梯正在減速下降,人在電梯中處于超重狀態(tài)2.物體受到與水平方向成30°角的拉力F的作用,向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示。則物體受到的拉力F與地面對(duì)物體的摩擦力的合力的方向是()A.向上偏左B.向上偏右C.豎直向上D.豎直向下3.如圖所示,浸在水中的小球的密度小于水的密度,固定在輕彈簧的一端,彈簧的另一端固定在容器的底部,當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)自由下落且穩(wěn)定時(shí),與靜止時(shí)相比彈簧長(zhǎng)度將()A.變短B.不變C.恢復(fù)原長(zhǎng)D.條件不足,無(wú)法確定4.下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中,能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是()A.用天平測(cè)量物體的質(zhì)量B.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力C.用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)5.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂(lè)形式,也是一種高難度的雜技。圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重力均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳受到水平地面的支持力約為()A.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。G B.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。G C.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。G D.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。G6.如圖所示,把球夾在豎直墻AC和木板BC之間,不計(jì)摩擦,球?qū)Φ膲毫镼UOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。,球?qū)Π宓膲毫镼UOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。。在將板BC逐漸放至水平的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。和QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。都增大B.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。和QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。都減小C.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。增大,QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。減小D.QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。減小,QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。增大7.如圖所示,質(zhì)量為m的物體在與豎直方向成θ角的推力F作用下,沿豎直墻壁向上勻速運(yùn)動(dòng)。若物體與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,試求F的大小。