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1、第七节用牛顿运动定律解决问题第七节用牛顿运动定律解决问题(二二)第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 学习目标学习目标1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象判断超重、失重现象2.能从动力学角度理解自由落体运能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动动和竖直上抛运动第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 一、超重和失重一、超重和失重(阅读教材第阅读教材第88页至第页至第89页上部页上部)1超重超重(1)定义：物体对支持物的压力定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的
2、拉力) _物体所受重力的现象物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有_的加速度的加速度大于大于竖直向上竖直向上栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 2失重失重(1)定义：物体对支持物的压力定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) _物体所受重力的现象物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有_的加速度的加速度(3)完全失重完全失重定义：物体对支持物的压力定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) _的状态的状态产生条件：产生条件：ag，方向，方向_小于小于竖直向下竖直向下等于零等于零竖直向下竖直向下栏目
3、栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 拓展延伸拓展延伸 (解疑难解疑难)1视重：视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为簧测力计或台秤的示数称为“视重视重”，大小等于弹簧测力计，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力当物体处于超重或失重时，所受的拉力或台秤所受的压力当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了物体的重力并未变化，只是视重变了2超重、失重的分析超重、失重的分析特征特征状态状态加速度加速度视重视重(F)与重与重力关系力关系运动情况运动情况受力图受力图平衡平衡a0Fmg静止或匀
4、速静止或匀速直线运动直线运动栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 特征特征状态状态加速度加速度视重视重(F)与与重力关系重力关系运动情况运动情况受力图受力图超重超重失重失重完全完全失重失重向上向上Fm(ga)mg向上加速向下向上加速向下减速减速向下向下Fm(ga)mg向下加速向上向下加速向上减速减速agF0自由落体、抛自由落体、抛体、正常运行体、正常运行的卫星等的卫星等栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 1.(1)超重就是物体受到的重力增加了超重就是物体受到的重力增加了()(2)完全失重就是物体不受重力了完全失重就是物体不受重力了()(3)超、失重可根据物体速
5、度方向判定超、失重可根据物体速度方向判定()(4)超、失重可根据物体的加速度方向判定超、失重可根据物体的加速度方向判定()栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 二、从动力学看自由落体运动二、从动力学看自由落体运动(阅读教材第阅读教材第89页后半部至第页后半部至第91页页)1受力情况受力情况运动过程中受运动过程中受_作用，且重力恒定不变，所以物体作用，且重力恒定不变，所以物体的的_恒定恒定2运动情况运动情况初速度为初速度为_的竖直向下的的竖直向下的_直线运动直线运动重力重力加速度加速度零零匀加速匀加速栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 3处理竖直上抛运动的基本公
6、式处理竖直上抛运动的基本公式(1)位移与时间的关系：位移与时间的关系：x_(2)速度与位移之间的关系：速度与位移之间的关系：_栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 拓展延伸拓展延伸 (解疑难解疑难)竖直上抛运动竖直上抛运动1定义：定义：将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出且只受将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出且只受重力的运动，叫竖直上抛运动重力的运动，叫竖直上抛运动2特点：特点：竖直上抛运动的加速度始终为重力加速度竖直上抛运动的加速度始终为重力加速度g，是一，是一种匀变速直线运动种匀变速直线运动(1)上升阶段：速度越来越小，加速度与速度方向相反，是匀上升阶段：速度越来越
7、小，加速度与速度方向相反，是匀减速直线运动减速直线运动(2)在最高点：速度在最高点：速度vt0，但加速度仍为重力加速度，但加速度仍为重力加速度g，所以，所以物体此时并不处于平衡状态物体此时并不处于平衡状态(3)下降阶段：速度越来越大，加速度与速度方向相同，是自下降阶段：速度越来越大，加速度与速度方向相同，是自由落体运动由落体运动栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 2.(1)物体只在重力作用下的运动一定是自由落体运动物体只在重力作用下的运动一定是自由落体运动.()(2)做自由落体运动的物体处于完全失重状态做自由落体运动的物体处于完全失重状态()(3)做竖直上抛运动的物体做竖直上
8、抛运动的物体，只受重力作用只受重力作用，加速度大小和方加速度大小和方向都不变向都不变()栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 对超重、失重、完全失重的理解对超重、失重、完全失重的理解判断超重、失重状态的方法判断超重、失重状态的方法1从受力的角度判断：从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力当物体所受向上的拉力(或支持力或支持力)大大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态等于零时处于完全失重状态2从加速度的角度判断：从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超当物体具有向上的加速度时处于
9、超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为为g时处于完全失重状态时处于完全失重状态栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 3从速度变化角度判断从速度变化角度判断 (1)物体向上加速或向下减速时，超重；物体向上加速或向下减速时，超重；(2)物体向下加速或向上减速时，失重物体向下加速或向上减速时，失重栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 (自选例题，启迪思维自选例题，启迪思维)1.(2015莆田高一检测莆田高一检测)某实验小组利用某实验小组利用DIS系统观察超重和失系统观察超重和失重现象他们在学校电梯房
10、内做实验，在电梯天花板上固定重现象他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是()D栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 A该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况化情况B从时刻从时刻t1到到t2，钩码处于失重状态，从时刻，钩码处
11、于失重状态，从时刻t3到到t4，钩码处，钩码处于超重状态于超重状态C电梯可能开始在电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在减速向下，最后停在1楼楼D电梯可能开始在电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在速向上，最后停在15楼楼思路探究思路探究(1)拉力大于重力处于超重状态拉力大于重力处于超重状态，拉力小于重力拉力小于重力处于失重状态处于失重状态(2)超重时电梯可能向上加速运动超重时电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动也可能向下减速运动(3)失重失重时时，电梯可能向下加速运
12、动，也可能向上减速运动，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动. .栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 解析解析题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况间的变化情况.0t1，钩码受力平衡；钩码受力平衡；t1t2，拉力小于拉力小于10 N，钩码处于失重状态；钩码处于失重状态；t2t3，钩码受力平衡；钩码受力平衡；t3t4，拉力大于拉力大于10 N，钩码处于超重状态钩码处于超重状态.由以上分析可知由以上分析可知. .D项错误项错误.故选故选D.栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 2.关于跳高，下列说法
13、正确的是关于跳高，下列说法正确的是()A运动员起跳后在空中的上升过程中处于超重状态运动员起跳后在空中的上升过程中处于超重状态B运动员起跳后在空中的下降过程中处于失重状态运动员起跳后在空中的下降过程中处于失重状态C在起跳时地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力在起跳时地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力D在起跳后到落地的整个过程中，运动员的惯性减小了在起跳后到落地的整个过程中，运动员的惯性减小了解析解析上升、下降过程中上升、下降过程中，加速度方向向下加速度方向向下，运动员处于失运动员处于失重状态重状态，选项选项A错误错误，B正确；地面对运动员的支持力和运动正确；地面对运动员的支持力和运
14、动员对地面的压力是作用力和反作用力的关系员对地面的压力是作用力和反作用力的关系，大小相等大小相等，选项选项C错误；惯性只与质量有关错误；惯性只与质量有关,而与运动状态无关而与运动状态无关, ,选项选项D错误错误B栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 3.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为学站在体重计上，体重计示数为50 kg.电梯运动过程中，某一电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内内()D栏目栏目
15、导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 名师点评名师点评(1)超重与失重现象仅仅是一种表象超重与失重现象仅仅是一种表象，只是拉力只是拉力(或压力或压力)的增大或减小的增大或减小，物体的重力大小是不变的物体的重力大小是不变的(2)能否发生超重或失重现象是由加速度的方向决定的能否发生超重或失重现象是由加速度的方向决定的，与运与运动方向无关；加速度的大小决定了发生超重或失重时动方向无关；加速度的大小决定了发生超重或失重时，拉力拉力(或压力或压力)比重力大比重力大ma或比重力小或比重力小ma.栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定
16、律 求解超重与失重问题的基本思路求解超重与失重问题的基本思路超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量具体方法是：时仍应抓住加速度这个关键量具体方法是：1分析物体运动的加速度方向；分析物体运动的加速度方向；2判断物体处于超重判断物体处于超重(或失重或失重)状态；状态；3利用牛顿第二定律分析和求解利用牛顿第二定律分析和求解栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 (自选例题，启迪思维自选例题，启迪思维)1. (2015郑州一中高一检测郑州一中高一检测)一个质量是一个质量是50 kg的人站在升降机的
17、人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为计下面挂着一个质量为m5 kg的物体的物体A，当升降机向上运动，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，g取取10 m/s2，求此时人，求此时人对地板的压力对地板的压力解题探究解题探究(1)人与物体的运动是否相同？人与物体的运动是否相同？(2)根据什么条件可判断物体的超失重情况？根据什么条件可判断物体的超失重情况？栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 答案答案400 N，方向竖直向下，方向竖直向下栏目栏
18、目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 2.(2015乌鲁木齐高一检测乌鲁木齐高一检测)弹簧测力计挂在升降机的顶板上弹簧测力计挂在升降机的顶板上,下端挂一质量为下端挂一质量为2 kg的物体当升降机在竖直方向运动时的物体当升降机在竖直方向运动时,弹弹簧测力计的示数始终是簧测力计的示数始终是16 N如果从升降机的速度大小为如果从升降机的速度大小为3 m/s时开始计时，则经过时开始计时，则经过1 s，升降机的位移大小可能是，升降机的位移大小可能是(g取取10 m/s2) ()A3 mB8 mC2 m D4 mCD栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿
19、运动定律第四章牛顿运动定律 3.一质量为一质量为m40 kg的小孩站在电梯内的体重计上电梯从的小孩站在电梯内的体重计上电梯从t0时刻由静止开始上升，在时刻由静止开始上升，在06 s内体重计示数内体重计示数F的变化情的变化情况如图所示试问：在这段时间内小孩超、失重情况及电梯况如图所示试问：在这段时间内小孩超、失重情况及电梯上升的高度是多少？上升的高度是多少？(取重力加速度取重力加速度g10 m/s2)栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 答案答案见解析见解析栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 思想方法思想方法
20、巧用超重、失重观点解题巧用超重、失重观点解题当系统中有一个质量为当系统中有一个质量为m的物体以加速度的物体以加速度a竖直向上运竖直向上运动时动时，我们说系统中有部分物体处于超重状态，或说物体超重了我们说系统中有部分物体处于超重状态，或说物体超重了ma；同理；同理，系统中有一个物体以加速度系统中有一个物体以加速度a竖直向下运动时竖直向下运动时,我我们说系统中有部分物体处于失重状态们说系统中有部分物体处于失重状态，或说物体失重了或说物体失重了ma.栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 范例范例 在如图所示的装置中，重在如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的物块被平行于斜面的
21、细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为保持静止，斜面的倾角为30.如果物块与斜面间无摩擦，装如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较,台秤的读数台秤的读数()A增大增大4 NB增大增大3 NC减小减小1 ND不变不变C栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 如图所示为杂技如图所示为杂技 “顶竿顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一表演，一人站在地上，肩上扛一
22、质量为质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度的人以加速度a加加速下滑时，竿对速下滑时，竿对“底人底人”的压力大小为的压力大小为()A(Mm)gB(Mm)gmaC(Mm)gmaD(Mm)g解析：杆静止不动处于平衡状态人加速下滑解析：杆静止不动处于平衡状态人加速下滑，处于失重状处于失重状态态，失重了失重了ma.即杆和人整体失重了即杆和人整体失重了ma，故对故对“底人底人”的压的压力为力为(Mm)gma.B正确正确B栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 栏目栏目导引导引第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放