- 1 - 4.7用牛顿运动定律解决问题（二） 【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、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． 【重点、难点分析】 【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.选定研究对象（隔离、整体）； 2.分析受力：注意只分析研究对象受的力，不分析它施加的力，分析整体时不分析内力； 3．画出受力示意图，在图上规范标出各力的符号，不同的力用下角号区分； 4.利用合成法或分解法列平衡方程： （1）合成法：适合三力平衡，利用三力平衡条件:（任意两个力的合力与第三个力等大、反向）构建力三角形，利用力三角形的边角关系列方程； （2）分解法：建立合适的坐标系【建坐标系的原则：①尽量减少需分解的力 ②尽量不分解未知力】，将不在坐标轴上的力正交分解到两坐标轴方向上，分别沿两坐标轴方向列平衡方程。 二、超重和失重 1．超重：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象，超重的条件是加速度方向________。 2．失重：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。失重的条件是加速度方向________。 3.如果物体正好以大小等于_________，方向________的加速度运动，这时物体对支持物、悬挂物的作用力为_______，这种状态是完全失重状态。 【合作探究】 一、物体的平衡 例1、质量为m的光滑小球静止在倾角为θ的固定斜面和挡板之间，挡板与斜面垂直，求斜面和挡板对小球的弹力大小。 【变式训练】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。 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匀加速上升时，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 个力的作用，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 ____力，人对地板的压力F’＝ , 由于F’ mg（填< 、 = 或 >），所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力 ． 总结：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)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、人随电梯以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大? 2．人随电梯以加速度a匀加速下降，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物体对接触物没有压力，处于完全失重状态的液体对容器壁和容器底部都没有压强和压力。 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。 【例2】电梯地板上有一个台秤，一质量为60kg的人站在台秤上，求下列几种情况下台秤的示数。取g=10m/s2 （1）电梯匀速上升 （2）电梯以2m/s2的加速度加速上升 （3）电梯以2m/s2的加速度减速上升
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。
适用高中物理适用年级高一学科适用区域 人教版区域课时时长（分钟）2 课时知识点 教学目标1. 超重与失重、完全失重的条件与特点 2. 轻质量物体的牛顿定律问题 3. 整体和隔离法、牛顿第二定律在连接体问题中的应用 1、进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动状态进行分析 2、应用牛顿第二定律——解决动力学的两类基本问题3、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法教学重点 超重和失重教学难点 超重和失重教学过程1．运动学公式.2．一牛顿、三导大入定律.3．已知物体的受力情况求运动。
4．已知物体的运动情况求受力。
二、知识讲解共点力的平衡条件（一）考点解读1、 如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，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合力为 0. 3、 三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反。
多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余 力的合力大小相等、方向相反（二考）点考1点超详重 析第1页/共14页超重现象 超重现象：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，称为超重 现象。
超重现象产生的条件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运动。
当电梯加速下降（或减速上升）时，加速度向下，a<0，m(g+a)<mg。
人对电梯地板的压力 比重力小考点2 失重 失重现象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现象，称为失重现象。
失 重现象产生的条件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升运动。
如果物 体以大小等于 g 的加速度竖直下落，则 m(g+a)=0，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力， 好像完全没有重力作用，这种状态是完全失重状态。
连接考体点问3题 连接体问题1）加速度 a 是联系运动和力的纽带 在 牛 顿 第 二 定 律 公 式 （ F ma ） 和 运 动 学 公 式 （ 匀 变 速 直 线 运 动 公 式 v v0 at ， x v0t at2 / 2 ， v2 v02 2ax 等）中，均包含有一个共同的物理量——加速度． 受力ß----加速度------à运动 2）简单连接题问题的处理方法 连接体：是指运动中的几个物体或者上下叠放，或者前后挤靠，或者通过细杆、细绳或轻弹 簧连接在一起而形成整体（或物体组）． 连接体问题的处理方法通常是整体法和隔离法． ①整体法：若连接体具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象．在进行 受力分析时，要注意区分内力和外力，采用整体法时只分析外力，不分析内力．如图所示， 置于光滑水平面上的两个物体 m 和 M ，用轻绳连接，绳与水平方向的夹角为 ，在 M 上施一水平力 F ，求两物体运动的加速度．这时，我们就可以把 m 和 M 作为整体来研究，则有：F (m M )a ，所以 a F / (M m) ．以整体为研究对象来求解，可以不考虑物体之间的作 用力，列方程简单，求解容易． ②隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析．上题中若要求绳的拉力， 则必须将 m （或 M ）隔离出来，单独进行分析．例如隔离 m ，则有： F1 cos ma ，所以第2页/共14页F1 ma / cos mF / (m M )cos ．． 三 、例题精析一根例弹题簧1的下端挂一重物，上端用手牵引使重物向下做匀速直线运动，从手突然停止到物体下降到最低点的过程中，重物的加速度的数值将 A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大再减小 D. 先减小后增大 【答案】A 【解析】试题分析：由题意知道，物体先匀速下降，拉力等于重力；手突然停止运动后，物 体由于惯性继续下降，根据形变量的变化明确弹力变化；再分析物体受到的合力变化；由牛 顿第二定律即可得出加速度的变化． 物体匀速运动过程，弹簧对物体的弹力与重力二力平衡；手突然停止运动后，物体由于惯性继续下降，弹簧伸长量变大，弹力减大；而物体受到的合力 力的合力变大，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度变大，A 正确. 【点睛】：由题意知道，物体先匀速下降，拉力等于重力，故重力与弹质例量为题 M2=2kg 的长木板 A 放在光滑的水平面上，质量为 m=2kg 的另一物 体 B 以水平速度v0=2m/s 滑上原来静止的 长木板 A 的表面，由于 A、B 间存在摩擦，之后 A、B 速度随时间变化情况如图所示，（g 取 10m/s2）则下列说法不正确是（ ）A. 木板 A 的最小长度为 1mB. 系统损失的机械能为 1JC. A、B 间的动摩擦因数为 0.1D. 木板获得的动能为 1J【答案】B【解析】由图象可知 1s 内物体 B 的位移为：2 1 xB 2 1m 1.5m，木板 A 的位移为：1xA=×1×1m=0.5m，所以木板最小长度为 L=xB-xA=1m，故 A 正确；系统损失的机械能2E1 2mv021 2mv2 21 2 2 222 122J，故 B 错误；由图象可知木板 A 的加速度为aAv t1 1 1m/s2，根据μmBg=mAaA得出动摩擦因数为0.1，故C正确．从图可以第3页/共14页看出，B 做匀减速运动，A 做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度为 1m/s．木板获得的动能为1EkA=mv2= 1×2×12=1J，故 D 正确；此题选择错误的选项，故选 B.22【点睛】：解题时加速度是联系力和运动的桥梁，根据 v-t 图象得出物体运动特征，并根据牛顿运动定律求解受力和运动情况是解决本题的关键。
