第16期 用牛顿定律解决问题(二)（答案见复习专号）-【数理报】2021-2022学年高中物理必修1（人教版）

书 （一）情景引入 如图１所示是一张在真空中拍摄的频闪照片．从照 片上可以看出，在真空中自由下落的羽毛和苹果有相同 的加速度，由牛顿定律知道，加速度与质量成反比，那么 为什么质量不同的物体加速度相同呢？如图２所示运动 员在走钢丝时手上会拿着一根长长的杆，这是为什么 呢？我们在电视上看到宇航员漂浮在太空舱中，这又是 为什么？ （二）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 力作用下的平衡条件； ２．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； ３．能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题． （三）自主学习 自学思疑：大家有坐过电梯的经验吧，电梯启动上 升时，你会心慌也会充分体会到“脚踏实地”的感觉，电 梯停止上升时，你会头晕，同时有种“飘飘然”的感觉， 这是什么原因引起的呢？ 教材研读：１．共点力：一个物体受到几个力的作用， 如果这几个力共同作用在 或 时，这样 的几个力叫共点力． ２．共点力的平衡：如果一个物体在力的作用下，处 于 或 时，我们就说这个物体处于平衡 状态． ３．超重与失重： （１）现象：物体对支持物的压力（或悬绳的拉力）， 如果 物体的重力则称为超重；如果 物 体的重力则称为失重；如果等于 ，则称为完全 失重． （３）产生条件：物体必须具有竖直方向的加速度， 而与运动速度的大小和方向无关，只与加速度的大小和 方向有关．若加速度方向 ，则处于超重状态；若 加速度方向 ，则处于失重状态；若加速度 ，则处于完全失重． 交流讨论：如何判断超重还是失重？生活中有哪些 超重和失重现象？ 自主探究：超重与失重问题 探究１：在探究超重和失重规律时，某体重为Ｇ的同 学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计 算机相连，经计算机处理后得到压力 Ｆ随时间 ｔ变化的 图象，则下列图象中可能正确的是 （　　） 思考：该同学实际受到重力如何变化？运动状态如 何变化？ 归纳要点： １．不论超重、失重或完全失重，物体的重力依然不 变，只是“视重”改变． ２．物体是否处于超重或失重状态，不在于物体是向 上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还 是有向下的加速度． ３．当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体 具有ａ＝ｇ的加速度效果，不再产生其他效果．平常一切 由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天 平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向 下的压强等． 自主探究：临界与极值问题 探究２：如图３所示，质量为ｍ ＝１ｋｇ的物块放在倾角为 θ＝ ３７°的斜面体上，斜面质量为Ｍ＝ ２ｋｇ，斜面与物块间的动摩擦因数 为μ＝０．２，地面光滑，现对斜面 体施一水平推力Ｆ，要使物块ｍ相 对斜面静止，试确定推力 Ｆ的取值范围．（取 ｇ＝ １０ｍ／ｓ２） 思考：本题的两个临界条件是什么？ 归纳要点 在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运 动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别 是题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时，往往会 有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体 以不同的加速度运动时，会有哪些现象发生，尽快找出 临界点，求出临界条件． １．接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离， 临界条件是：弹力ＦＮ ＝０． ２．相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对 静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是： 静摩擦力达到最大值． ３．绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张 力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于 它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是：ＦＴ ＝ ０． ４．加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受 到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断 变化，当所受合力最大时，具有最大加速度；合力最小 时，具有最小加速度．当出现速度有最大值或最小值的 临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出 现最大值或最小值．速度的极值出现在加速度为零时 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 殏 殏殏 殏 ． 自主探究参考答案： １．Ｄ；　２．１４．４Ｎ≤Ｆ≤５３．６Ｎ 书 题以类聚６：整体法与隔离法 １．Ｂ；　２．Ｄ；　３．ＡＢ；　４．Ａ；　５．Ａ． 题以类聚７：牛顿定律中的图象问题 １．Ｄ；　２．ＢＤ；　３．ＢＣ；　４．ＡＢＤ． 题以类聚８：牛顿定律中的传送带问题 １．ＡＢＤ；　２．Ｂ；　３．Ｄ；　４．Ｄ． 《牛顿运动定律》同步测试题（三） Ａ组 １．Ｂ；　２．Ｃ；　３．Ｃ；　４．Ａ；　５．Ｂ． ６．８，３，１． ７．解析：（１）物体的加速度： ａ＝ｖ－０ｔ１ ＝４－０２ ｍ／ｓ ２ ＝２ｍ／ｓ２． （２）根据牛顿第二定律得： ｍｇ－ｆ＝ｍａ，解得：ｆ＝３２Ｎ． （３）阻力消失后物体的加速度ａ′＝