第四章　第7节　用牛顿运动定律解决问题(二)（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（人教版）

7　用牛顿运动定律解决问题(二) 物理 [学习目标] 1.理解平衡状态的概念以及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有关力的平衡问题. 3.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.能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动. 物理 课前预习 课堂探究 随堂演练 物理 课前预习·掌握新知 一、共点力的平衡 1.平衡状态:物体在力的作用下保持静止或 状态. 知识梳理 2.平衡条件 (1)F合= (或加速度a= ) 匀速直线运动 0 0 0 0 物理 二、超重和失重 1.超重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有 的加速度. 2.失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有 的加速度. (3)完全失重 ①定义:物体对支持物、悬挂物 作用力的状态. ②产生条件:a=g,方向 . 大于 竖直向上 小于 竖直向下 完全没有 竖直向下 物理 三、从动力学看自由落体运动和竖直上抛运动 1.自由落体运动 (1)条件 ①物体从 开始下落,即运动的初速度是 . ②运动过程中只受 的作用,根据牛顿第二定律mg=ma,所以a=g. (2)运动性质:v0= ,a= 的匀加速直线运动. 2.竖直上抛 (1)条件 ①具有 的初速度. ②只受 . (2)运动性质:初速度v0≠0,加速度a=g的匀变速直线运动. (3)运动过程:先竖直上升,到达最高点再下落,整个过程加速度 . 静止 0 重力 0 g 竖直向上 重力 保持不变 物理 科学思维 1.思考判断 (1)某时刻物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态.(　 　) × × × × √ × (2)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态.(　 　) (3)超重就是物体受到的重力增加了.(　 　) (4)物体处于完全失重状态时,物体的重力就消失了.(　 　) (5)物体处于失重状态时,物体可能在上升.(　 　) (6)做竖直上抛运动的物体上升过程处于超重状态.(　 　) 物理 2.思维探究 如图,文博同学每天都要乘竖直电梯上下楼.乘电梯下楼时,开始他觉得背的书包变轻了,快到楼底时他觉得书包又似乎变重了.这是为什么? 答案:开始时,电梯具有向下的加速度,书包处于失重状态,他觉得书包变轻了.快到楼底时,电梯具有向上的加速度,书包处于超重状态,他觉得书包变重了. 物理 课堂探究·突破要点 要点一　共点力作用下物体的平衡问题 [探究导学] (1)如图,沿水平方向匀速飞行的飞机,所受合力有什么特点? 答案:(1)合力等于0. (2)①平衡状态的运动学特征a=0. ②平衡状态的动力学特征 F合=0. (2)如何判断物体是否处于平衡状态? 物理 [要点归纳] 1.平衡条件的应用 在图(甲)中,小球静止不动,图(乙)中的物块做匀速直线运动. (1)F合=0,图(甲)中有F-mg=0. 物理 2.由平衡条件得出的三个结论 3.物体在某一方向上的平衡 如图,放在斜面上的物体随斜面竖直向上加速运动,但在水平方向处于平衡状态,则有FNsin θ-Ffcos θ=0,FNcos θ+Ffsin θ-mg=ma. 物理 [例1] 如图,质量为M,倾角为α的斜面体放在粗糙的水平地面上,质量为m的物体A与一劲度系数为k的轻弹簧相连.现用拉力F沿光滑斜面向上拉弹簧,使物体A匀速上滑,斜面体仍处于静止状态,重力加速度为g.下列说法正确的是(　 　) D 物理 审题指导 题干关键 获取信息 光滑斜面 物体A不受摩擦力 物体A匀速上滑,斜面体处于静止状态 物体A、斜面体均处于平衡状态 拉力F沿斜面向上拉弹簧 对物体A和斜面体整体,拉力F斜向右上方 物理 物理 求解静态平衡问题的常用方法 学习笔记 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 效果 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的力的作用时,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 物理 (教师备用) 例1-1:如图所示,质量为m的木块静止地放在半径为R的半球体上,半球体与木块均处于静止状态,已知木块与半球体间的动摩擦因数为μ,木块与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是(