20172018學(xué)年高中物理專題4.7用牛頓定律解決問題二預(yù)基礎(chǔ)版解析版新人教版必修

1、4.7 用牛頓定律解決問題（二）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、能用牛頓定律解答較復(fù)雜的問題2、知道什么是物體處于平衡狀態(tài)。知道在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件，那合力為“0”。3、知道物理學(xué)中超重和失重現(xiàn)象的含義，能通過牛頓定律對它們進(jìn)行定量地分析，并能分析和說明一些簡單的相關(guān)問題。4、能解答以自由落體運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的豎直方向的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題（豎直上拋、豎直 下拋等）【自主學(xué)習(xí)】（一）、復(fù)習(xí)引入：1、當(dāng)物體所受外力合力0時(shí)，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果物體在某一方向上沒有運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)物體在這個(gè)方向上a= ，這個(gè)方向上合力 。2、用牛頓第二定律解題時(shí)，我們要對研究對象進(jìn)行受力分析。在物體的運(yùn)動(dòng)方向上列出的動(dòng)力學(xué)公

2、式是 ，在與運(yùn)動(dòng)垂直方向上得出的合力公式是 。再由物體的運(yùn)動(dòng)情況得出包含有加速a的公式，聯(lián)立就是可解決問題。（二）、共點(diǎn)力的平衡條件1、如果一個(gè)物體在力的作用下保持 或 ，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是 。2、閱讀例題1，重點(diǎn)思考以下問題，并在練習(xí)本上自己重新分析本題。A、為什么要對O點(diǎn)進(jìn)行受力分析？B、O點(diǎn)受到G的接力的大小為什么等于物體的重力？C、鋼索對O點(diǎn)的拉力和硬桿對O點(diǎn)的支持的方向是怎么判定的？D、本題有4種解法，課本中只給出了一種，請對照下圖分別寫出你的解法。3、圖一解法：（請自己對照課本寫在下面）4、第二圖解法：如圖所示，做出F1、F2的合力F，由于

3、O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，O所受外力的合力必然0由F12的大小等于F3，在直角三角形O F1 F12中，又有，解得：，。5、同學(xué)們可以對照解法二，分別先將F1、F3或F2、F3合成之后再進(jìn)行求解。解完之后你還感覺困難嗎？練習(xí)：課本P91頁第1、2兩題。如果有興趣，對第1題你還可以分析隨著細(xì)繩的加長，支持力和拉力如何變化。對第2題你可以想一想，這里給出了5個(gè)力，如果是無數(shù)多個(gè)力呢？請把你的是想法告訴同學(xué)們吧！（三）、超重和失重1、閱讀例題2、如果你不想這是什么超重或失重問題，就是問你在物體有豎直方向的加速度時(shí)支持力的大小，你如何去求解？2、如果本題改為用繩拉物體在豎直方向上做變速運(yùn)動(dòng)，你又當(dāng)如何去解？3

4、、請看下面這三幅圖。圖1是站在支持物上的受力情況，圖2是豎直懸掛的受力情況，圖3，是去掉外部情景物體的受力情況，你看到規(guī)律了嗎？4、你是不是可以得出以下的解題規(guī)律？當(dāng)加速度向上時(shí)有，是 重，當(dāng)加速度向下時(shí)，我們可以選向下的方向?yàn)檎较?，方程有，此時(shí)物體處于 重狀態(tài)，當(dāng)物體的加速度向下且等于g時(shí)，物體處于完全 重狀態(tài)。無論是超重還是失重，物體的重力都沒有改變，只是它對支持面的壓力，或者對懸掛物的拉力不再等于mg了。課下實(shí)驗(yàn)：回家之后請你穿上寬松的拖鞋向上跳起，體會(huì)你在上升和下落的過程中拖鞋對你是不是還有作用力。當(dāng)然你也可以往你的口袋里放一個(gè)重物，感受一下你在上升和下落過程中你是否還能感覺到你口袋

5、中的重物。課堂練習(xí)P91頁第4題。（四）從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng)。1、 叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2、如果物體只受重力作用，根據(jù)牛頓第二定律，它的加速度的大小為 ，方向。3、如果將物體以一定的初速度豎直向上拋出，物體將做什么運(yùn)動(dòng)？我們選向上為正方向，它的速度公式和位移公式應(yīng)寫為： 。4、如果將物體以一定的初速度向下拋出，物體將做什么運(yùn)動(dòng)？我們選向下為正方向，它的速度公式和位移公式應(yīng)寫為： 。1物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是： （ ）A物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài)B物體相對另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)C物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài)D物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體

6、處于平衡狀態(tài)【答案】C2（多選）如圖所示，是某同學(xué)站在壓力傳感器上，做下蹲、起立的動(dòng)作時(shí)記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線。由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N，在2s-8s時(shí)間內(nèi)： （ ）A、該同學(xué)做了一次下蹲再起立的動(dòng)作B、該同學(xué)做了兩次下蹲再起立的動(dòng)作C、下蹲過程中人一直處于失重狀態(tài)D、下蹲過程中人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)【答案】AD【解析】人下蹲動(dòng)作分別有失重和超重兩個(gè)過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降超重對應(yīng)先失重再超重，起立對應(yīng)先超重再失重，對應(yīng)圖象可知，該同學(xué)做了一次下蹲-起立的動(dòng)作，AD正確；【名師點(diǎn)睛】失重狀態(tài)：當(dāng)物體對接觸面的壓力小于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說物體

7、處于失重狀態(tài)，此時(shí)有向下的加速度；超重狀態(tài)：當(dāng)物體對接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說物體處于超重狀態(tài)，此時(shí)有向上的加速度32009年9月22日消息，據(jù)美國太空網(wǎng)報(bào)道，美國“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月21日返回位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心，結(jié)束了為期兩天的“回家之旅”?！鞍l(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)是被一架改裝的波音747客機(jī)“背”回肯尼迪航天中心，如圖所示的三幅圖分別是波音747客機(jī)“背”著航天飛機(jī)在跑道上靜止、在跑道上勻速行駛和在天空中勻速飛行。以下說法正確的是： （ ）A波音747客機(jī)“背”著航天飛機(jī)在跑道上靜止時(shí)，客機(jī)對航天飛機(jī)的支持力最大B波音747客機(jī)“背”著航天飛機(jī)在跑道上勻速行駛時(shí)

8、，客機(jī)對航天飛機(jī)的支持力最大C波音747客機(jī)“背”著航天飛機(jī)在天空中勻速飛行時(shí)，客機(jī)對航天飛機(jī)的支持力最大D三種情況客機(jī)對航天飛機(jī)的支持力一樣大【答案】D4疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式，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.GB.GC.GD.G【答案】C【解析】設(shè)最底層的人對中間兩人每只腳的支持力為F1，對上面三人由平衡條件可得4F13G，故F1G。設(shè)最底層中間的人每只腳受到的支持力為F2 ，由平衡條件得G2F12F2，其中F1為F1的反作用力

9、，解得F2G，C正確。5如果地面上一切物體受到的重力都消失了，則不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是： （ ）A江河的水不會(huì)流動(dòng)B雞毛和鐵球都可以懸浮在空中C天不會(huì)下雨D一切物體的質(zhì)量都變?yōu)榱恪敬鸢浮緿6 （多選）下列有關(guān)超重與失重的說法正確的是： （ ）A體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D不論是超重、失重或完全失重，物體所受的重力并沒有發(fā)生改變【答案】BD【解析】體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)單杠對他的拉力等于運(yùn)動(dòng)員的重力，故運(yùn)動(dòng)員既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；蹦床運(yùn)動(dòng)員在空

10、中上升和下落過程中只受重力，故加速度大小等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，方向豎直向下，即處于失重狀態(tài)，故B正確；舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)地面對他的支持力等于他的重力，故運(yùn)動(dòng)員既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；不論是超重、失重或完全失重，物體所受的重力并沒有發(fā)生改變故D正確?！久麕燑c(diǎn)睛】掌握了超重或失重的概念和特點(diǎn)是解決這類題目的關(guān)鍵，記住加速度向上超重，加速度向下失重當(dāng)物體的加速度豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)物體的加速度豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；對支撐物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谖矬w的重力時(shí)物體處于失重狀態(tài)；對支撐物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w的重力時(shí)物體處于超重狀態(tài)

11、。7滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng)。研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水對滑板的作用力FN垂直于板面，大小為kv2，其中v為滑板速率(水可視為靜止)。某次運(yùn)動(dòng)中，在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角37°時(shí)(如圖)，滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的k54kg/m，人和滑板的總質(zhì)量為108kg，試求(重力加速度g取10m/s2，sin37°取，忽略空氣阻力)：(1)水平牽引力的大小；(2)滑板的速率?！敬鸢浮?1)810N(2)5m/s8質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示，g取10m/s2求：（1）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）水平推力F的大??；（3）010s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。【答案】(1)0.2 (2)6N (3)46m【解析】（1）設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2、初速度為v20、末速度為v2t，加速度為a2，則 設(shè)物體所受的