人教版必修一教学资料234章 上学期

用牛顿定律解决问题（二） 本讲要点： 1、知道什么叫共点力作用下物体的平衡状态，知道共点力作用下物体的平衡条件，并能用它处理简单的平衡问题； 2、知道什么是超重和失重，知道产生超重和失重的条件，会分析、解决超重和失重问题； 同步课堂： 一、共点力的平衡 1.平衡状态： 物体处于静止或匀速直线运动状态 2.条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零. F合=0 或 3.平衡条件的推论 (1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反向. (2)物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力. (3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形. 二、超重与失重 1．超重现象： 当物体具有向上的加速度时，物体对支承面的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力的现象，叫做超重现象． 2．失重现象： 当物体具有向下的加速度时，物体对支承面的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力的现象，叫做失重现象． 若向下的加速度等于重力加速度，则物体对支承面的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，这种现象称为完全失重． 注意：超重或失重都并不是物体的重力增大或减小了，而是指物体对支持面的压力或拉力比重力大或小，完全失重也不是重力消失。在发生这些现象时，重力都仍然存在，而且不变。 视重变了，实重未变。 在处于完全失重的系统中，平常由重力产生的物理现象都会消失，比如单摆停摆，不再有沉、对流等，无所谓上方、下方，泼出去的水可悬浮在空中缩成球形。 二、 重点难点: 1、共点力的平衡 （1）.共点力:几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫共点力. （2）.共点力的平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零. （3）.平衡条件的推论 ①物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反向. ②物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力. ③物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形. （4）.解题途径 当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法. 2、超重和失重 （1）分清几个基本概念：物体的重力G=mg；物体的视重：悬绳对物体的拉力或支持面对物体的支持力。超重：视重大于物体重力的现象；失重：视重小于物体重力的现象；完全失重：视重等于零的现象。 （2）产生超重和失重的条件：当物体具有竖直向上的加速度（或竖直向上的加速度分量）时，物体处于超重状态；当物体具有竖直向下的加速度（或竖直向下的加速度分量）时，物体处于失重状态。 对超重和失重的理解应当注意以下几点： ⑴ 物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化。 ⑵ 发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向。 ⑶ 在完全失重的状态下，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、液体柱不再产生向下的压强等。 典型例题： 例题1、如图（a）所示，用三根细绳将质量为m的物体挂起，OA与竖直方向夹角为θ，OB沿水平方向．绳OA、OB对O点的拉力分别为多大? 　　（a）　　　　　　（b）　　　　　　　　（c）　　　　　（d） 解析：此题是典型的共点力平衡问题．以m为研究对象，得出OC绳的拉力F．再以O点为研究对象，O点受AO对O点的拉力F1，BO对O点的拉力F2，OC对O点的拉力F，如图（b）所示．三力平衡可用力的合成法、三角形法则或正交分解法求解． 　以m为研究对象，物体m受重力mg和绳的拉力F，由二力平衡得 　　F＝mg 　　所以OC绳的拉力大小为mg． 　　以O点为研究对象，其受力如图（b）所示． 　　方法1：用力的合成法求解 　　由于三力平衡，故F1、F2的合力与F的大小相等，用平行四边形定则作出F1、F2的合力F′，可见F1、F2和F′构成直角三角形，得： 　　F1＝ ＝ 　　F2＝F′tanθ＝mg tanθ． 　　方法2：用三角形法则求解 　　OC对O点的拉力F＝mg，由于结点O处于平衡状态，故F1、F2和F组成图（c）所示的矢量三角形，可知： 　　F1＝ ＝ 　F2＝F tanθ＝mg tanθ． 　　方法3：用正交分解法求解 　　建立直角坐标系如图（d）所示 　　由∑Fx＝0得F2－F1 sinθ＝0 　　由∑Fy＝0得F1cosθ－mg＝0 　　联立以