高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)导学案(无答案)新人教版必修1
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4.7.1 用牛顿定律解决问题(二)学习目标:1. 初步掌握物体瞬时状态的分析方法。
2. 会求物体的瞬时加速度。
3. 理解动力学中临界问题的分析方法。
4.掌握一些常见动力学临界问题的求解方法。
学习重点: 动力学中的临界问题。
学习难点: 动力学中的临界问题。
主要内容:一、物体的瞬时状态1.在动力学问题中,物体受力情况在某些时候会发生突变,根据牛顿第二定律的瞬时性,物体受力发生突变时,物体的加速度也会发生突变,突变时刻物体的状态称为瞬时状态,动力学中常常需要对瞬时状态的加速度进行分析求解。
2.分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意两种基本模型的建立。
(1)钢性绳(或接触面):认为是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给的细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
(2)弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变。
3.在应用牛顿运动定律解题时,经常会遇到绳、杆、弹簧和橡皮条(绳)这些力学中常见的模型。
全面、准确地理解它们的特点,可帮助我们灵活、正确地分析问题。
共同点(1)都是质量可略去不计的理想化模型。
(2)都会发生形变而产生弹力。
(3)同一时刻内部弹力处处相同,且与运动状态无关。
不同点(1)绳(或线):只能产生拉力,且方向一定沿着绳子背离受力物体;不能承受压力;认为绳子不可伸长,即无论绳所受拉力多大,长度不变。
绳的弹力可以突变:瞬间产生,瞬间消失。
(2)杆:既可承受拉力,又可承受压力;施力或受力方向不一定沿着杆的轴向。
(3)弹簧:既可承受拉力,又可承受压力,力的方向沿弹簧的轴线。
受力后发生较大形变;弹簧的长度既可以变长(比原来长度大),又可以变短。
其弹力F与形变量(较之原长伸长或缩短的长度)x的关系遵守胡克定律F=kx(k为弹簧的劲度系数)。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) :1、知道力的平衡的概念,共点力作用下物体的平衡状态。
(重点)2、理解共点力作用下物体的平衡条件,并会用它处理简单的平衡问题。
(重点)3、知道什么时超重和失重,知道产生超重和失重的条件,会分析、解决超重和失重问题。
(重、难点)4、会解释生活中常见的超重、失重现象知识点1:共点力的平衡问题1、平衡状态:如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
2、平衡条件:合力等于零,即0=合F 或⎩⎨⎧==00y x F F【知识拓展】解决静态平衡问题的常用方法:1、整体法和隔离法:当一个系统处于平衡状态时,组成系统的每一个物体都处于平衡状态。
一般地,求系统内部物体间相互作用力时,用隔离法,求系统受到的外力作用时,用整体法。
具体应用中,应将这两种方法结合起来灵活运用。
2、力的合成法:物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,反向相反,作用在同一条直线上,可以据此求任意两个力的合力3、相似三角形法:根据合力为零,把三个力画在一个三角形中,看力的三角形与哪个几何三角形相似,根据相似三角形的对应边成比例列方程求解4、正交分解法:正交分解法在处理三力或三力以上平衡问题时,常常先把物体所受的各个力逐一地分解在两个互相垂直的坐标轴上,再分别对每个坐标轴上的分力逐一进行代数运算。
【一念对错】1、处于平衡状态的物体加速度为0.()2、物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态。
()3、合力保持恒定的物体处于平衡状态。
()【例1】如图所示,一个重为N 100的小球被夹在竖直的墙壁和A 点之间,已知球心O 与A 点的连线与竖直方向间的夹角︒=60θ。
所有接触点和面均不计摩擦。
试求小球和墙面的压力对A 点的压力大小。
知识点2:超重和失重1、超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象(2)产生条件:物体具有竖直向上的加速度。
2014-2015学年高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)教案B新人教版必修1 教案 B教学目标一、知识与技能1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体的平衡条件。
2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
3.通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质。
4.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。
二、过程与方法1.培养学生的分析推理能力和实验观察能力。
2.培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。
3.引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。
三、情感、态度与价值观1.渗透“学以致用”的思想,有将物理知识应用于生产和生活实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理问题。
2.培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。
教学重点、难点教学重点1.共点力作用下物体的平衡条件及应用。
2.发生超重、失重现象的条件及本质。
教学难点1.共点力平衡条件的应用。
2.超重、失重现象的实质,正确分析受力并恰当地运用正交分解法。
教学过程一、导入新课上一节课中我们学习了用牛顿运动定律解决问题的方法,根据物体的受力情况确定物体的运动情况和根据物体运动情况求解受力情况。
这一节我们继续学习用牛顿运动定律解题。
二、进行新课(一)共点力的平衡条件教师提问:我们常见的物体的运动状态有哪些种类?学生回答:我们常见的运动有变速运动和匀速运动,最常见的是物体静止的情况。
如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,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:根据牛顿第二定律,当物体所受合力为0时,加速度为0,物体将保持静止或匀速直线运动状态。
生活中物体处于平衡状态的实例:悬挂在天花板上的吊灯、停止在路边的汽车、放在地面上的讲桌以及放在讲桌上的黑板擦等等。
讨论:竖直上抛的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态?学生1:竖直上抛的最高点物体应该处于平衡状态,因为此时物体速度为零。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)教案1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.第一课时一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.习题精选1、质量为2kg的物体,置于水平光滑平面上,用16N的力与水平面成300角斜向上或斜向下加在这个物体上,求两种情况下物体的加速度大小之比是.2、质量为3kg的物体静止在水平地面上,在水平恒力的作用下运动4s末它的速度达到4m/s.此时将力撤去,又经过6s物体停止运动,若地面与物体之间的动摩擦因数不变,则的大小为.3、如图所示,车厢内光滑的墙壁上,用线拴住一个重球.车静止时,线的拉力为,墙对球的支持力为.车向右作加速运动时,线的拉力为,墙对球的支持力为,则这四个力的关系应为:;.(填>、<或=)4、用弹簧秤沿水平方向拉着一个物体在水平面上做匀速直线运动,弹簧秤的读数是0.8N.后再用弹簧秤沿水平方向拉着这个物体在水平面上做匀加速直线运动,当弹簧秤的读数是2.4N时,测得加速度的大小是0.4m/s2.则这个物体的质量为______.5、质量为24kg的气球,以2m/s的速度匀速上升,当气球在200m高处时掉下一个质量为4kg的物体.则经过5s后气球的高度为______m.(取10m/s2)6、一机动车拉一拖车,由静止开始在水平轨道上匀加速前进,在运动开始后的头10s 里走过40m,然后将拖车解脱.但机车的牵引力仍旧不变,再过10s两车相距60m.则机动车和拖车质量之比为______.(不计一切阻力)7、质量为1Kg的物体,从倾角为37°的斜面上无初速滑下,物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,则5s内物体下滑的最大速度为;若物体以10m/s的速度冲上斜面,它能滑行的最大距离是.(=10m/s2)答案:1、1:1 2、5N 3、“=”;“>” 4、4kg 5、235m 6、2:1 7、10m/s;5m.第二课时探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.已知物体的受力情况确定物体的运动情况例1质量为10Kg的物体放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,如果用大小40N,方向斜向上与水平方向的夹角为37°的恒力作用,使物体沿水平面向右运动,求(1)物体运动的加速度大小;(2)若物体由静止开始运动,需要多长时间速度达到8.4m/s,物体的位移多大?分析与解答:(1)以物体为研究对象,首先对物体进行受力分析,如图1所示.建立平面直角坐标系把外力沿两坐标轴方向分解.设向右为正方向,依据牛顿第二定律列方程:整理后得到:代入相关数据解得:物体运动加速度大小=1.68m/s2(2)因为物体做匀加速直线运动,所以根据运动学公式可知:∵∴物体运动时间为:s∵∴物体的位移大小为:m说明:(1)这是一道已知物体的受力情况,确定物体的运动情况的习题.(2)本题中物体受4个力作用(大于3个力作用),一般在处理力的关系时用正交分解法.(3)支持力不是外力在竖直方向上的分力;重力大小不等于地面给予的支持力.已知物体运动情况确定物体受力情况例2 一个空心小球从距离地面16m的高处由静止开始落下,经2s小球落地,已知球的质量为0.4kg,求它下落过程中所受空气阻力多大?(=10m/s2) 分析与解答:以空心小球为研究对象,根据它的运动情况可知,其下落时加速度大小为:m/s2<说明小球在下落过程中受到向上的空气阻力作用,小球的受力情况如图2所示.依据牛顿第二定律可知:∴小球所受空气阻力大小为:N说明:(1)这是一道已知物体的运动情况,确定物体的受力情况的习题.(2)本题可根据需要加一问:若小球落地后竖直向上反弹到6m高度,设空气阻力大小不变,则小球反弹上升的时间为多少?反弹的初速度为多少?所加这一问属于第一类问题,且注意此时空气阻力方向向下.3)物体的运动路径是竖直方向的直线,如各类竖直方向的抛体运动,往往要考虑空气阻力(空气阻力总是与运动方向相反);又如升降机内随升降机一起变速上升和下降的物体的运动,这时会出现超重失重现象。
高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)学案新人教版必修(二)(课时1)导学案【学习目标】1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体的平衡条件。
2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
【学习重点】共点力作用下物体的平衡条件及应用、【学习难点】共点力平衡条件的应用、【学习过程】【自主学习】1、平衡状态静止状态或匀速直线运动状态,叫做状态。
2、共点力作用下物体的平衡条件:由牛顿第二定律知:在共点力作用下物体的平衡条件是、3、物体平衡的两种基本模型二力平衡条件:等大、反向、共线、4、研究物体平衡的基本思路和基本方法(1)转化为二力平衡模型合成法三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。
据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力,从而把三力平衡转化为二力平衡。
这种方法称为合成法。
(2)转化为四力平衡模型分解法物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法),从而把三力平衡转化为四力平衡模型。
这种方法称为分解法。
【典型例题】例1、如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求:球对斜面和挡板的弹力大小。
F1F2G【变式拓展】重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化?【归纳】图解法的适用条件:ABOθG例2、城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经常用三解形的结构悬挂。
图为这类结构的一种简化模型。
图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。
如果悬挂物的重量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O点的拉力和杆OB对O 点的支持力各是多大?【达标检测】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、各共点力的合力为零2、大小不同的三个力同时作用在一个小球上,以下各组中可使小球平衡的是()A、2 N,3 N,6 NB、1 N,4 N,6 NC、35 N,15 N,25 ND、5 N,15 N,25 N3、如图在水平力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力大小为A、μfB、μ(F+G)C、μ(F-G)D、G4、如图所示,一个重为G的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,用一个与水平方向成θ角的推力F推动木箱沿地面做匀速直线运动,则推力的水平分力等于A、FcosθB、μG/(cosθ-μsinθ)C、μG/(1-μtanθ)D、Fsinθ5、如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA,使连接点A 向上移,但保持O点位置不变,则A点向上移时,绳OA的拉力()A、逐渐增大B、逐渐减小C、先增大后减小D、先减小后增大6、质量为5、5Kg的物体,受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=25N作用,在水平地面上匀速运动,求物体与地面间的动摩擦因数(g=10m/s2)。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)教学目标 (一) 知识与技能1. 理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体的平衡条件。
2. 会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
3. 通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质。
4. 进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。
(二) 过程与方法5. 培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。
6. 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。
(三) 情感态度与价值观7. 渗透“学以致用”的思想,有将物理知识应用于生产和生活实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理问题。
8. 培养学生联系实际,实事求是的科学态度和科学精神。
教学重点1. 共点力作用下物体的平衡条件及应用。
2. 发生超重、失重现象的条件及本质。
教学难点1. 共点力平衡条件的应用。
2. 超重、失重现象的实质。
教学过程一、引入师:今天我们继续来学习用牛顿定律解决问题。
首先请同学们回忆一个概念:平衡状态。
什么叫做平衡状态。
生:如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
师:物体处于平衡状态时它的受力特点是什么?生:因为牛顿定律是力与运动状态相联系的桥梁,所以根据牛顿第二定律mF a 合 知当合外力为0时,物体的加速度为0,物体将静止或匀速直线运动。
师:当一个物体受几个力作用时,如何求解合力? 生:根据平行四边形定则将力进行分解合成。
师:力的分解合成有注意点吗?或力的分解合成有适用范围吗?学生会思考一会儿,但肯定会找到答案生:力的分解合成只适用于共点力。
师:那什么是共点力?生:如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点,那这几个力叫做共点力。
师:回答得很好,其实在我们刚才的讨论中有一点我要给大家指出来的就是:物体处于平衡状态时分为两类,一类是共点力作用下物体的平衡;一类是有固定转动轴的物体的平衡。
在整个高中阶段,我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。
辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)教案 新人教版必修1辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)教案 新人教版必修1 辑整也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时教学过程设计 教材处理师生活动2.如图1所示,物块在力F 作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块所受的摩擦力F f 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.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α的粗糙斜面向上做匀速运动,试求水平力的大小.二、超重和失重现象1.超重现象(1) 定义(力学特征):物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况叫超重现象。
(2) 产生原因(运动学特征):物体具有竖直向上的加速度。
(3) 发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关,只要加速度方向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。
辽宁省本溪满族自治县高级中学高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)教案 新人教版必修1教学过程设计教材处理师生活动【例一】一个人在地面用尽全力可以举起80kg 的重物;当他站在一个在竖直方向做匀变速运动的升降机上时,他最多能举起120kg 的重物。
问:该升降机可能作什么运动?【例二】一台起重机的钢丝绳可承受1.4×104kg 的拉力,现用它来吊重1.O ×102kg 的货物。
若使货物以1.0m /s 2加速度上升,钢丝绳是否会断裂?教学过程设计教材处理 师生活动 2.失重现象(1) 定义(力学特征):物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象.(2) 产生原因(运动学特征):物体具有竖直向下的加速度。
(3) 发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关,只要加速度方向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。
《4.7用牛顿运动定律解决问题(二)》基础导学 姓名 班级 组别 使用时间【学习目标】1、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
2、通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质.3、进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤.【学习重点】1、共点力作用下物体的平衡条件及应用.2、发生超重、失重现象的条件及本质.【学习难点】超重、失重现象的实质【自主学习】一、研究物体平衡的基本思路和基本方法(1)转化为二力平衡模型——合成法三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。
据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力,从而把三力平衡转化为二力平衡。
这种方法称为合成法。
(2)转化为四力平衡模型——分解法物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法),从而把三力平衡转化为四力平衡模型。
这种方法称为分解法。
二、超重和失重1、超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_________物体所受重力的情况称为超重现象。
2、失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_________物体所受重力的情况称为失重现象。
如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________,即物体正好以大于等于_________,方向________的加速度运动,此时物体处于完全失重状态。
【合作探究】一、物体的平衡例1、如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求:球对斜面和挡板的弹力大小。
2、拓展:重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化?F 1 F 2 G二、超重和失重人站在电梯中,人的质量为m.如果当电梯以加速度a。
加速上升时,人对地板的压力为多大?(可以参考教材例题独立完成下列空)1:选取人作为研究对象,分析人的受力情况:人受到力的作用,分别是.2:取向上为正方向,根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程:由此可得:F=,由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对与力,根据牛顿第定律,人对地板的压力.即F’=由于F’ mg(填<,=,>)所以当电梯加速上升时,人对地板的压力比人的重力.总结:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为现象.问题:1、物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?2、当物体的加速度方向向上时,物体的运动状态分为哪两种情况?拓展:1、人以加速度a匀减速下降,这时人对地板的压力又是多大?2.人以加速度a匀加速向下运动,这时人对地板的压力多大?3.人随电梯以加速度a匀减速上升,人对地板的压力为多大?4.人随电梯以加速度g匀加速下降,这时人对地板的压力又是多大?总结:对超重和失重现象的归纳总结:①当物体具有加速度时,物体对测力计的作用力大于物体所受的重力,这种现象叫超重。
第四章牛顿运动定律
第七节用牛顿运动定律解决问题(二)
【学习目标】
1.会判断物体运动过程中何时处于超重、失重状态
2.能根据牛顿第二定律写出超重、失重时的方程
3. 根据完全失重与宇宙开发,了解我国航天事业的发展,培养爱祖国爱科学的优良品质【知识回顾】
1、牛顿第二运动定律的表达式是______________________
2、(1)当速度方向和加速度方向相同时物体做___________ 运动
(2)当速度方向和加速度方向相同时物体做____________ 运动
【新授过程】
一、分析人测量体重的原理:
二、根据演示实验分析运动过:
下蹲过程:站起过程:
(1)突然下蹲:(1)突然上升:
(2)下蹲突然停止:(2)上升突然停止:
三、超重和失重
(1)当物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体的重力,即F>G时,根据牛顿第二定律列出超重时的方程:
(2)当物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体的重力即F<G时,根据牛顿第
二定律列出失重时的方程:
【课堂总结】
【评价检测】
例1、在升降机(电梯)中测人的体重,已知人质量为40kg,当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升,测力计的示数是多少?(g取10 m/s2)
例2、在上题中,如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时,测力计的示数又是多少?(g 取10 m/s2)
【课后巩固】
某人在地面上最多只能举起60kg的物体,那么他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体?(g取10m/s2)。
高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)导学案苏教版必修4、7 用牛顿运动定律解决问题(二)导学案苏教版必修1【知识点分解与课堂探究】1、知道什么是平衡状态,知道共点力作用下的平衡条件;2、知道超重失重现象,能运用牛顿运动定律对其进行定量分析;3、能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动学问题(竖直上抛,竖直下抛)。
【随堂练习】1、城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经常用三角形结构悬挂。
如图为这一类结构的简化模型。
图中硬杆OB可绕通过B 点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的质量都可忽略。
如果悬挂物重量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O的拉力和杆OB对O的支持力各是多少?2、人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时,人对地板的压力为多少?3、以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一物体,空气阻力可以忽略,分别计算0、6s,1、6s后物体的位置。
【补充记载】【我的困惑】涟水县第一中学高一级部物理学科教学案(编号:033)《4、7 用牛顿运动定律解决问题(二)》巩固练习班级:姓名:等第:1、关于惯性,以下说法正确的是()A、在宇宙飞船内,物体失重,但物体的惯性不变B、跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C、在月球上物体的惯性只是它在地球上的1/6D、质量是物体惯性的量度,惯性与速度及物体的受力情况无关3、把木箱放在电梯地板上,则地板所受压力比木箱重力大的是()A、电梯以的加速度匀加速上升B、电梯以的加速度匀减速上升C、电梯以的加速度匀减速下降D、电梯以的速度匀速上升翰林汇4、物体静止于粗糙斜面上,斜面对物体的作用力的方向是( )A、垂直斜面向上B、可能沿斜面向下C、可能沿斜面向上D、竖直向上5、在一个封闭装置中,用弹簧秤称一物体的重量,根据读数与实际重力之间的关系,以下说法中正确的是()A、读数偏大,表明装置加速上升B、读数偏小,表明装置减速下降C、读数为零,表明装置运动加速度等于重力加速度,但无法判断是向上还是向下运动D、读数准确,表明装置匀速上升或下降6、如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA,使连接点A 向上移,但保持O点位置不变,则A点向上移时,绳OA的拉力()A、逐渐增大B、逐渐减小C、先增大后减小D、先减小后增大7、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用。
《4.7用牛顿运动定律解决问题(二)》
基础导学
姓名班级组别使用时间
【学习目标】
1、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
2、通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质.
3、进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤.
【学习重点】1、共点力作用下物体的平衡条件及应用.
2、发生超重、失重现象的条件及本质.
【学习难点】超重、失重现象的实质
【自主学习】
一、研究物体平衡的基本思路和基本方法
(1)转化为二力平衡模型——合成法
三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。
据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力,从而把三力平衡转化为二力平衡。
这种方法称为合成法。
(2)转化为四力平衡模型——分解法
物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法),从而把三力平衡转化为四力平衡模型。
这种方法称为分解法。
二、超重和失重
1、超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)
_________物体所受重力的情况称为超重现象。
2、失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_________物体所受重力的情况称为失重现象。
如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________,即物体正好以大于等于_________,方向
________的加速度运动,此时物体处于完全失重状态。
【合作探究】
一、物体的平衡
例1、如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求:球对斜面和挡板的弹力大小。
2、拓展:重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓
慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F
1、F
2
各如何
变化?
二、超重和失重
人站在电梯中,人的质量为m.如果当电梯以加速度a。
加速上升时,人对地板的压力为多大?(可以参考教材例题独立完成下列空)
1:选取人作为研究对象,分析人的受力情况:人受到力的作用,分别
是.
2:取向上为正方向,根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程:
由此可得:F=,由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对与力,根据牛顿第定律,人对地板的压力.即F’=由于F’ mg(填<,=,>)所以当电梯加速上升时,人对地板的压力比人的重力.
总结:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为现象.问题:1、物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?
2、当物体的加速度方向向上时,物体的运动状态分为哪两种情况?
拓展:1、人以加速度a匀减速下降,这时人对地板的压力又是多大?
2.人以加速度a匀加速向下运动,这时人对地板的压力多大?
3.人随电梯以加速度a匀减速上升,人对地板的压力为多大?
4.人随电梯以加速度g匀加速下降,这时人对地板的压力又是多大?
总结:对超重和失重现象的归纳总结:
①当物体具有加速度时,物体对测力计的作用力大于物体所受的重力,这种现象叫超重。
②当物体具有加速度时,物体对测力计的作用力小于物体所受的重力,这种现象叫失重。
③物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫状态。
处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。
④物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。
三、从动力学看自由落体运动
以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体,空气阻力可以忽略,分别计算0.6s、1.6s后物体的位置(取g=10m/s2).。