1、4.7用牛頓運動定律解決問題（二） 學(xué)案【課標(biāo)要求】1.理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點力作用下物體的平衡條件。2.會用共點力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。3.通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)。4.進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟【重點難點】重點：共點力作用下物體的平衡 難點：超重和失重【課前預(yù)習(xí)】一、共點力的平衡條件1.如果一個物體在力的作用下保持 或 狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。2.在共點力作用下物體的平衡條件是 二、超重和失重3.物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ?物體所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象。4.物體對支持

2、物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ?物體所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。5條件：當(dāng)物體具有 的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有 的加速度時物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體的加速度等于 時，物體好像完全沒有了重力作用，即物體處于 狀態(tài)。三、從動力學(xué)看自由落體運動6自由落體運動是加速度的 和 都不變的勻變速直線運動,加速度之所以恒定不變,是因為物體在下落過程中所受 的大小、方向都不變.【探討與生成】【問題1】對共點力平衡的理解例1物體在共點力作用下，下列說法正確的是（ ）物體的速度在某一時刻速度等于零時，物體就一定處于平衡狀態(tài)；物體相對另一物體保持靜止時，物體一定處于平衡狀態(tài)；物體所受合力為零時，就一定處于平衡狀

3、態(tài)；物體做勻加速運動時，物體處于平衡狀態(tài)?！就卣古c分享】下列物體處于平衡狀態(tài)的是（ ）A靜止在粗糙斜面上的物體； B沿光滑斜面下滑的物體；C在平直路面上勻速行駛的汽車； D做自由落體運動的物體在剛開始下落的一瞬間。例2在固定的斜面上有一質(zhì)量為m=2kg的物體，如圖所示，當(dāng)用水平力F=20N推物體時，物體沿斜面勻速上升，若=30，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)。（g取10m/s）。【拓展與分享】小船用繩索拉向岸邊，如圖所示，船在水中運動時設(shè)水的阻力大小不變，那么在小船勻速靠岸的過程中，下列說法正確的是（ ）A繩子的拉力F不斷增大；B繩子的拉力F不變；C船的浮力減小；D船的浮力增大?！拘〗Y(jié)】1共點力作

4、用下的平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線狀態(tài)。靜止是指物體保持速度v=0,且a=0;某一時刻速度v=0,a0,不是靜止?fàn)顟B(tài)。如上拋到最高點的物體，雖然速度為0，但它的受的合力不為0，所以并非平衡狀態(tài)。2共點力作用下的物體平衡條件： F合=0或Fx=0且Fy=0.3.共點力作用下物體的平衡的幾種情況：（1）物體受到兩個力作用而平衡，兩力必大小相等，方向相反且作用在同一直線；（2）物體受到三個力作用而平衡，其中一個力必定與其它兩個力的合力大小相等、方向相反且在同一直線上；（3）物體受到三個以上的力作用而平衡，其中任意一個力與其余幾個力的合力等大反向且在同一直線上?！締栴}2】對超重、失重的理解例3質(zhì)量為

5、60kg的人站在升降機(jī)中的體重計上，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運動時，體重計做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？（1）升降機(jī)勻速上升；（2）升降機(jī)以3m/s2的加速度上升；（3）升降機(jī)以4m/s2的加速度下降；（4）升降機(jī)以重力加速度g加速下降?！就卣古c分享1】如圖所示：A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C(包括支架)的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為()AF=MgBMgF(M+m)g 【拓展與分享2】質(zhì)量為m的物體放置在升降機(jī)內(nèi)的臺秤上，升降機(jī)以加速度a在豎直方向上做勻變速直線運動，若物體處于失重狀態(tài)，則（ ）A升降機(jī)加

6、速度方向豎直向下； B臺秤示數(shù)減小ma;C升降機(jī)一定向上運動； D升降機(jī)一定做加速運動?！就卣古c分享3】某人在a=2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起m1=75kg的物體，則此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2=50kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度為多大?(g=10m/s2) 【拓展與分享4】跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如圖所示已知人的質(zhì)量為70kg，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計取重力加速度g10m/s2當(dāng)人以440N的力拉繩時，人與吊板的加速度a和人對吊板的壓力F分別為( )Aa1.0m/s2，F(xiàn)260N B. a1.0m/

7、s2，F(xiàn)330NCa3.0m/s2，F(xiàn)l10N D. a3.0m/s2，F(xiàn)50N【小結(jié)】1重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，大小為G=mg,只要物體所在位置的重力加速度一定，則重力不變。發(fā)生超重與失重時，物體的重力不變化。超重和失重僅僅是“視重”發(fā)生了變化，是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化。2加速度的方向決定物體發(fā)生“超重”還是“失重”。當(dāng)物體有向上（豎直向上或斜向上）的加速度時超重，有向下（豎直向下或斜向下）的加速度時失重，與運動方向無關(guān)。3當(dāng)質(zhì)量為m的物體具有豎直向上的加速度a時，它“超重”了ma;當(dāng)它具有豎直向下的加速度a時，它失重了ma。4在完全失重的狀態(tài)下（a=g），

8、平時一切同重力產(chǎn)生或與重力有關(guān)的物理現(xiàn)象均消失。如液體失去浮力，支持物失去支持力，天平無法測量質(zhì)量，人體懸浮等。5歸納成如下表格：加速度情況現(xiàn)象視重（F）視重F與重力(mg)比較a=0靜止或勻速直線運動F=mgF=mga豎直向上超重F=m(g+a)Fmga豎直向下失重F=m(g-a)Fmga=g豎直向下完全失得F=0Fmg【問題3】對豎直上拋運動的理解例3.氣球下懸掛一重物，氣球和重物均以速度v0=10m/s勻速上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高h(yuǎn)=175m處時懸掛重物的繩子突然斷裂，求重物經(jīng)過多秒時間落回地面？落地時的速度多大？不計空氣阻力，取g=10m/s2.【拓展與分享1】某人站在高樓的平臺邊緣，以20

9、m/s的初速度豎直向上拋出一石子，不考慮空氣阻力，g取10m/s2,求：（1）物體上升的最大高度是多少？回到拋出點的時間是多少？（2）石子拋出后通過距拋出點下方20m處所需時間是多少？【小結(jié)】1定義：將物體以一定的初速度豎直向上拋出，只在重力作用下的運動叫豎直上拋運動。2特點：（1）運動性質(zhì)：由于只有重力作用，其加速度始終為g,方向豎直向下，而初速度豎直向上，兩者方向相反，所以豎直上拋運動是勻減速直線運動。（2）關(guān)于最高點：豎直上拋運動也可以看作上升階勻減速直線運動，下降階段為自由落體運動。這樣一來，在最高點v=0,但加速度仍為g。（3）對稱性：從某點拋出到達(dá)最高點與從最高點回到拋出點所用的時

10、間總相等，即時間對稱性；上拋和下落經(jīng)過同一位置時，速度的大小相等，方向相反即速度大小對稱。3分析方法（1）整體法：將豎直上拋運動的全過程看作初速度為V0，加速度為-g的勻變速直線運動。（2）分段法：把全過程分成上升為勻減速，下落為自由落體運動?！菊n堂練習(xí)】AB1如圖所示，長為5m的細(xì)繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B ，繩上掛一個光滑的輕質(zhì)掛鉤，其下連著一個重為12N的物體，平衡時，問：繩中的張力T為多少?A點向上移動少許，重新平衡后，繩與水平面夾角，繩中張力如何變化?2如圖所示，電燈懸掛于兩墻之間，更換繩OA，使連接點A向上移，但保持O點位置不變，則A點向上移時，繩OA的拉力（ ）A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 3如圖所示，在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的