2018-2019學年高中物理 專題4.7 用牛頓運動定律解決問題（二）教案 新人教版必修1.doc
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專題4.7 用牛頓運動定律解決問題（二） 學習 目標 1.理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念以及共點力作用下物體的平衡條件。 2.會用共點力平衡條件解決有關力的平衡問題。 3.通過實驗認識超重和失重現象,理解產生超重、失重現象的條件和實質。 一、對平衡狀態(tài)及平衡條件的理解 1.兩種平衡情形： (1)物體在共點力作用下處于靜止狀態(tài)。 (2)物體在共點力作用下處于勻速直線運動狀態(tài)。 2.兩種平衡條件的表達式： (1)F合=0。 (2) 其中Fx合和Fy合分別是將所受的力進行正交分解后,物體在x軸和y軸方向上所受的合力。 3.由平衡條件得出的三個結論： 4.求解共點力平衡問題的一般步驟： (1)選取研究對象。 (2)將研究對象隔離出來,分析物體的受力情況并畫受力示意圖。 (3)根據物體的受力特點選取適當的方法,一般采用正交分解法。 (4)列方程求解,并檢查答案是否完整、合理。 【示范題】(2017南開中學高一檢測)如圖所示,輕繩OA一端系于天花板上,與豎直方向的夾角為30,水平輕繩OB的一端系在一物體Q上,Q相對于水平桌面靜止,OC繩掛一重為300N的物體P。試求繩子OA的拉力與物體Q受到的摩擦力的大小。 【規(guī)范解答】對結點O和物體Q受力分析,如圖所示： 1.(拓展延伸)【示范題】中,假設物體Q與桌面之間的最大靜摩擦力為200N,若使物體Q仍保持靜止,則OC繩所懸掛物體的重力不得超過多少? 【解析】對結點O和物體Q受力分析,如圖所示： 經分析可知,當物體Q所受的摩擦力為最大靜摩擦力時,OC繩所懸掛物體的重力最大, 此時FOB=Ffmax=200N。 對結點O,由平衡條件可得, 在x方向上：FAOsin30=FBO 在y方向上：FAOcos30=FCO 其中,FBO=FOB=200N,FCO=GP 由以上各式解得, 物體P的重力GP=200N。 答案：200N 2.(2017重慶八中高一檢測)將四塊相同的堅固石塊壘成圓弧形的石拱,其中第3、4塊固定在地基上,第1、2塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個側面間所夾的圓心角為30。假設石塊間的摩擦力可以忽略不計,則第1、2塊石塊間的作用力與第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為( ) A． B． C． D． 【變式訓練】1.如圖所示,在一細繩C點系住一重物P,細繩兩端A、B分別固定在墻上,使AC保持水平,BC與水平方向成30角,已知細繩最多只能承受200N的拉力,那么C點懸掛重物的重力最多為多少?這時細繩的哪一段即將拉斷? 【解析】解法一 力的合成法 C點受三個力作用處于平衡狀態(tài),如圖所示,可得出F1與F2的合力F合方向豎直向上,大小等于F,由三角函數關系可得出 F合=F1sin30=F=mPg F2=F1cos30 當F1達到最大值200N時,mPg=100N,F2≈173N,在此條件下,BC段繩子即將斷裂,AC段繩的拉力F2還未達到最大值。故C點懸掛重物的重力最多為100N,這時BC段繩子即將拉斷。 解法二 正交分解法 如圖所示,將拉力F1分解,根據物體受力平衡可得： F1sin30=F=mPg,F2=F1cos30。后面的分析過程同解法一。 答案：100N BC段細繩即將拉斷 2.如圖所示,質量為m的物體在傾角為θ的斜面上恰好勻速下滑。則物體與斜面間的動摩擦因數μ為多少? 【解析】物體的受力如圖所示。 答案：tanθ 二、對超重、失重現象的理解 1.視重：當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的示數稱為“視重”,大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。當物體處于超重或失重時,物體的重力并未變化,只是視重變了。 2.超重、失重的分析： 特征 狀態(tài) 加速 度 視重(F)與 重力關系 運動 情況 受力圖 平衡 a=0 F=mg 靜止或勻速直線運動 特征 狀態(tài) 加速 度 視重(F)與 重力關系 運動 情況 受力圖 超重 向上 F=m(g+a)>mg 向上加速 向下減速 失重 向下 F=m(g-a)
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