用牛顿运动定律解决问题(二) 预习新知一努移础 目标导航 1知道什么是共点力作用下的平衡状态,理解共点力作用 下物体的平衡条件 学习2会用共点力的平衡条件解决简单问题 目标3知道超重现象和失重现象理解产生超重和失重现象的 原因 4能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题 重点/重点共点力作用下物体的平衡条件超重和失重概念的理 点|解 难点共点力平衡条件的应用,竖直方向的动力学问题
7 用牛顿运动定律解决问题(二) 目标导航 学习 目标 1.知道什么是共点力作用下的平衡状态,理解共点力作用 下物体的平衡条件。 2.会用共点力的平衡条件解决简单问题。 3.知道超重现象和失重现象,理解产生超重和失重现象的 原因。 4.能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。 重点 难点 重点:共点力作用下物体的平衡条件,超重和失重概念的理 解。 难点:共点力平衡条件的应用,竖直方向的动力学问题
激趣诱思 小眀家住十八楼,每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼。 下楼时,在电梯里,开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉,感觉背的书包 变“轻”了。快到底楼时,他总觉得自己有种“脚踏实地?的感觉,觉得 背的书包变“重”了。每次感觉都很相似。这是什么原因呢? 简答:下楼过程,开始处于失重状态所以觉得有种“飘飘然”的 觉,感觉背的书包变“轻”了;快到底楼时,处于超重状态,觉得有种“脚 踏实地”的感觉,感觉背的书包变“重”了。上楼过程感觉正好相反
激趣诱思 小明家住十八楼,每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼。 下楼时,在电梯里,开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉,感觉背的书包 变“轻”了。快到底楼时,他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉,觉 得 背的书包变“重”了。每次感觉都很相似。这是什么原因呢? 简答:下楼过程,开始处于失重状态,所以觉得有种“飘飘然”的 感 觉,感觉背的书包变“轻”了;快到底楼时,处于超重状态,觉得有种“脚 踏实地”的感觉,感觉背的书包变“重”了。上楼过程感觉正好相反
预习导引 1共点力的平衡条件 (1)平衡状态 物体在力的作用下保持匀速直线运动或静止的状态 (2)平衡条件:物体受到的合力为零 预习交流1 某时刻速度等于零的物体一定处于平衡状态吗?试举例说明。 答案物体的瞬时速度为零与静止是不等价的这时物体不一定 处于平衡状态。例如将物体竖直上抛,物体上升到最高点时,其瞬时 速度为零,但物体并不能保持静止状态物体在重力的作用下将向 运动
预习导引 1.共点力的平衡条件 (1)平衡状态: 物体在力的作用下保持匀速直线运动或静止的状态。 (2)平衡条件:物体受到的合力为零。 预习交流 1 某时刻速度等于零的物体一定处于平衡状态吗?试举例说明。 答案:物体的瞬时速度为零与静止是不等价的,这时物体不一定 处于平衡状态。例如,将物体竖直上抛,物体上升到最高点时,其瞬时 速度为零,但物体并不能保持静止状态,物体在重力的作用下将向下 运动
2超重和失重 (1)超重 ①定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力 于物体所受的重力的现象。 ②产生条件:物体具有竖直向上的加速度 (2)失重 ①定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小 于物体所受重力的现象。 ②产生条件:物体具有竖直向下的加速度。 (3)完全失重 ①定义物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于 象 ②产生条件a=g方向竖直向下
2.超重和失重 (1)超重: ①定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大 于物体所受的重力的现象。 ②产生条件:物体具有竖直向上的加速度。 (2)失重: ①定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小 于物体所受重力的现象。 ②产生条件:物体具有竖直向下的加速度。 (3)完全失重: ① 定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现 象。 ② 产生条件:a=g 方向竖直向下
预习交流2 向上运动就是超重状态,向下运动就是失重状态,你认为这种说 法对吗? 答案这种说法不对。超重、失重的条件不是速度的方向向上 或向下而是加速度的方向向上或向下。加速度向上时物体可能向 上加速运动也可能向下减速运动。加速度向下时物体可能加速向 下运动,也可能减速向上运动。所以判断超重、失重现象要看加速 度的方向加速度向上时超重加速度向下时失重。 3从动力学看自由落体运动 (1)受力情况运动过程中只受重力作用,且重力恒定不变所以 物体的加速度恒定。 (2)运动情况:初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动
预习交流 2 向上运动就是超重状态,向下运动就是失重状态,你认为这种说 法对吗? 答案:这种说法不对。超重、失重的条件不是速度的方向向上 或向下,而是加速度的方向向上或向下。加速度向上时,物体可能向 上加速运动,也可能向下减速运动。加速度向下时,物体可能加速向 下运动,也可能减速向上运动。所以判断超重、失重现象要看加速 度的方向,加速度向上时超重,加速度向下时失重。 3.从动力学看自由落体运动 (1)受力情况:运动过程中只受重力作 用,且重力恒定不变,所 以 物体的加速度恒定。 (2)运动情况:初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动
导学探究促知能 共点力的平衡条件 知识精要 1由平衡条件得出的三个结论 匚力作用、二力等大、反向是对平衡力 共点力匚三力作用任两力的合力与第三个力等大、反向 的平衡 M力作用任一个力与其他所有力的合力等大、反向
一 、 共点力的平衡条件 知识精要 1.由平衡条件得出的三个结论
2求解共点力平衡问题的一般步骤 1)选取研究对象。 (2)将研究对象隔离出来,分析物体的受力情况并画受力示意 图法 (3)根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解 (4)列方程求解,并检查答案是否完整、合理
2.求解共点力平衡问题的一般步骤 (1)选取研究对象。 (2)将研究对象隔离出来,分析物体的受力情况并画受力示意 图。 (3)根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解 法。 (4)列方程求解,并检查答案是否完整、合理
3解决共点力平衡问题的四种方法 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的 合力一定与第三个力大小相等方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力 的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件 物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受 正交分解法的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条 件 对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使 力的三 力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正 角形法 弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解 知力
3.解决共点力平衡问题的四种方法 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的 合力一定与第三个力大小相等,方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力 的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受 的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条 件 力的三 角形法 对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使 三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正 弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未 知力
思考探究 对甲图中处于静止状态的大石头、乙图中沿水平方向匀速直 线运动的直升机、丙图中静止在三脚架上的照相机 丙 讨论:(1)处于平衡状态的物体其运动特点和受力特点各是 么? (2)如何正确理解共点力作用下物体的平衡条件?
思考探究 对甲图中处于静止状态的大石头、乙图中沿水平方向匀速直 线运动的直升机、丙图中静止在三脚架上的照相机。 讨论:(1)处于平衡状态的物体,其运动特点和受力特点各是什 么? (2)如何正确理解共点力作用下物体的平衡条件?
答案(1)处于平衡状态的物体处于静止状态或处于匀速直线运 动状态两种情况下它们的加速度均为零。在共点力作用下物体处 于平衡状态时,其合力为零,即F合=0 (2)对共点力作用下物体平衡条件的理解 ①共点力作用下物体的平衡条件可有两种表达式。 F合=0或x合=0 y合≈0其中F合和Fy合分别是将力进行正交分解 后物体在x轴和y轴上所受的合力。 ②由平衡条件得出的结论 a物体在两个力作用下处于平衡状态时,则这两个力必定等大 反向共线,是一对平衡力。 b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 力与第三个力等大反向共线。 c物体受N个共点力作用处于平衡状态时,其中任意一个力与 其余(N-1)个力的合力一定等大反向共线。 d当物体处于平衡状态时沿任意方向物体所受的含力均为 零
答案:(1)处于平衡状态的物体处于静止状态或处于匀速直线运 动状态,两种情况下它们的加速度均为零。在共点力作用下物体处 于平衡状态时,其合力为零,即 F 合=0。 (2)对共点力作用下物体平衡条件的理解: ①共点力作用下物体的平衡条件可有两种表达式。 F 合=0 或 𝐹𝑥合 = 0, 𝐹𝑦合 = 0, 其中 Fx 合和 Fy 合分别是将力进行正交分解 后,物体在 x 轴和 y 轴上所受的合力。 ②由平衡条件得出的结论: a.物体在两个力作用下处于平衡状态时,则这两个力必定等大 反向共线,是一对平衡力。 b.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 力与第三个力等大反向共线。 c.物体受 N 个共点力作用处于平衡状态时,其中任意一个力与 其余(N-1)个力的合力一定等大反向共线。 d.当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为 零