4.7_用牛顿运动定律解决问题(二)

视重：物体对 悬挂物的拉力 或者对支持物 的压力
F1
G 实重：物 体实际的 重力
【视察与思考】
把物体挂在弹簧测力计下，用手带动弹簧秤和物体
一起：
1.静止 2.向上加速运动 3.向下加速运动
——根据二力平衡拉力等于重力 ——拉力大于重力(视重大于实重)
视察弹簧测力计的示—数如—何拉变力化小？于重力(视重小于实重)
A → B →C 全过程综合考虑，匀减速运动，
s= v0 t －
1gt2=20×5－
2
1×10×25
2
=－25m
v0 A A1
负号表示5s末物体的位置C在A点下方25m
vt= v0 －gt=20－10×5=－30m/s
负号表示方向向下。
C
vt
一、共点力的平衡条件：物体所受协力为0。 二、超重和失重： 物体具有竖直向上的加速度时为超重状态。 物体具有竖直向下的加速度时为失重状态 。 超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关。 三、从动力学看自由落体运动
一、共点力的平衡条件 1.平衡状态：如果一个物体在力的作用下，保持静 止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平 衡状态。 2.共点力作用下物体的平衡条件是协力为０。
3.平衡条件的四个推论 (1)若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这 两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上， 其协力为零，这就是初中学过的二力平衡。 (2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态，任意两 个力的协力与第三个力等大、反向。
二、超重现象
以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：
设人的质量为m，升降机以加速度a加速上升。
分析：对人和升降机受力分析如图
F合 = N - G F合 = N - G = m a 故：N = G + m a

第四章牛顿运动定律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a二旦知当m 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。

正确。
答案:D
反思
当涉及多个研究对象时,如果一个一个地用隔离法来研究,不仅麻烦,而
且无法直接判断它们之间的运动趋势,较难处理,但采用整体法来解决,就直
观容易得多,必要时再隔离物体分析。
变式训练 3 如图所示,用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小
球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30°,弹簧 C
持平衡,应满足什么条件?
警示处于平衡状态的物体,其运动状态不发生变化,加速度为 0。
根据牛顿第二定律 F=ma 可知,当物体处于平衡状态时,加速度为 0,因而物
体所受的合外力 F=0。所以,共点力作用下物体的平衡条件是合力为 0。
名师精讲
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对共点力作用下物体的平衡的理解
(1)两种平衡情形:①静平衡:物体在共点力作用下处于静止状态。
一、共点力的平衡条件
练一练
若一个物体处于平衡状态,则此物体一定是(
)
A.静止的
B.匀速直线运动
C.速度为零
D.所受合力为零
解析:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态,选项
A、B、C 错误;处于平衡状态时物体所受的合力为零,根据牛顿第二
定律知,物体的加速度为零,选项 D 正确。
答案:D
二、超重和失重
水平,则弹簧 A、C 的伸长量之比为(
)
A. 3∶4
B.4∶ 3
C.1∶2
D.2∶1
解析:将两小球及弹簧 B 作为一个整体进行受力分析,在水平方向上有

kxAsin30°=kxC,=2,选项 D 正确。

答案:D
探究二对超重和失重现象的理解
问题导引
用手提住弹簧测力计,(1)用弹簧测力计测物体重力时,突然向上加速,

1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实 验舱中完成的是( ABD ) A.用弹簧秤测物体的重力
B.用天平测物体的质量
C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强
2.在体重计上做下蹲的过程中，体重计的示数怎样 变化？
过程分析： 由静止开始向下运动，速度增加，具 有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度 变为零，故还有一个向下减速的过程，加速 度向上（超重）。
本节课我们已经学到了 “超重”、“失重”现象与物体运动的速 度方向和大小均无关，只决定于物体的加速 度方向．
一线精炼 第6节
瓶中的水会流出吗?
这是因为液体受到重力 而使内部存在压力，小 孔以上部分的水对以下 部分的水的压力造成小 孔处的水流出。
当瓶子自由下落时，瓶中 的水处于完全失重状态， 小孔以上部分的水对以下 部分的水的没有压力，小 孔没有水流出。
超重和失重的本质
重力不变
物体对支持物 的压力和对悬 挂物的拉力发 生变化
宇航员的平躺姿势
用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速 运动，弹簧秤的示数如何变化？
物体向上减速时：
F
ห้องสมุดไป่ตู้
根据牛顿第二定律：
G － F ＝ma
F ＝ G － ma ＜ G 物体所受的拉力F与物体对 弹簧秤的压力F′（弹簧秤的 示数）小于物体的重力
a
v
G
超重和失重
物体对支持物 的压力(或对 悬挂物的拉力) 小于物体所受 到的重力的情 况称为失重现 象。
v
mg
②当自由下落时，a2=g,F2=0N 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。
超重和失重
物体对支持物 的压力(或对悬 挂物的拉力) 等 于0的情况称为 完全失重现象。