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1、第2课时 牛顿第二定律 单位制本讲稿第一页，共一百一十八页力学单位制力学单位制1 1、单位制：、单位制：、单位制：、单位制：由基本单位和导出单位组成了单位制，国际单位制中有七由基本单位和导出单位组成了单位制，国际单位制中有七由基本单位和导出单位组成了单位制，国际单位制中有七由基本单位和导出单位组成了单位制，国际单位制中有七个单位，即个单位，即个单位，即个单位，即千克、米、秒、开、安、摩尔、坎德拉千克、米、秒、开、安、摩尔、坎德拉千克、米、秒、开、安、摩尔、坎德拉千克、米、秒、开、安、摩尔、坎德拉。力学中有。力学中有。力学中有。力学中有千克、千克、千克、千克、米、秒米、秒米、秒米、秒三个基本单位
2、，在力学中称为力学单位制。三个基本单位，在力学中称为力学单位制。三个基本单位，在力学中称为力学单位制。三个基本单位，在力学中称为力学单位制。2 2、在进行物理计算时，所有的已知量都用国际单位制中的单位。、在进行物理计算时，所有的已知量都用国际单位制中的单位。、在进行物理计算时，所有的已知量都用国际单位制中的单位。、在进行物理计算时，所有的已知量都用国际单位制中的单位。因此，解题时没有必要将公式中的各物理量的单位一一列出，只要因此，解题时没有必要将公式中的各物理量的单位一一列出，只要因此，解题时没有必要将公式中的各物理量的单位一一列出，只要因此，解题时没有必要将公式中的各物理量的单位一一列出，只
3、要在式子末尾写出所求量的单位就行了。在式子末尾写出所求量的单位就行了。在式子末尾写出所求量的单位就行了。在式子末尾写出所求量的单位就行了。3 3、量纲式：、量纲式：、量纲式：、量纲式：一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。
4、本讲稿第二页，共一百一十八页（05050505武汉模拟武汉模拟武汉模拟武汉模拟）在解一道文字计算中（由字母表达结果），）在解一道文字计算中（由字母表达结果），）在解一道文字计算中（由字母表达结果），）在解一道文字计算中（由字母表达结果），一个同学解，用单位制的方法检查，这个结果一个同学解，用单位制的方法检查，这个结果一个同学解，用单位制的方法检查，这个结果一个同学解，用单位制的方法检查，这个结果（）（）（）（）A.A.可能是正确的可能是正确的可能是正确的可能是正确的B.B.一定是错误的一定是错误的一定是错误的一定是错误的C.C.如果用国际单位制，结果可能正确如果用国际单位制，结果可能正确如果用
5、国际单位制，结果可能正确如果用国际单位制，结果可能正确D.D.用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确果可能正确果可能正确果可能正确B B本讲稿第三页，共一百一十八页（0404湖南）某物理学博士的毕业论文是声速与空气压强和湖南）某物理学博士的毕业论文是声速与空气压强和湖南）某物理学博士的毕业论文是声速与空气压强和湖南）某物理学博士的毕业论文是声速与空气压强和空气密度的关系，他在文中总结出下列四个空气中声速的空气密度的关系，他在文中总结出下列四个空气中
6、声速的空气密度的关系，他在文中总结出下列四个空气中声速的空气密度的关系，他在文中总结出下列四个空气中声速的关系式，但博导一看其论文，便指出其中只有一个有可能正关系式，但博导一看其论文，便指出其中只有一个有可能正关系式，但博导一看其论文，便指出其中只有一个有可能正关系式，但博导一看其论文，便指出其中只有一个有可能正确，这个可能正确的关系式应是（确，这个可能正确的关系式应是（确，这个可能正确的关系式应是（确，这个可能正确的关系式应是（k k 为比例常数无单位）（为比例常数无单位）（为比例常数无单位）（为比例常数无单位）（）C本讲稿第四页，共一百一十八页本讲稿第五页，共一百一十八页一、牛顿第二运动定
7、律的基本内容：一、牛顿第二运动定律的基本内容：1.1.定律内容：定律内容：定律内容：定律内容：物体的加速度跟所受的合外力大小成正，跟物体物体的加速度跟所受的合外力大小成正，跟物体物体的加速度跟所受的合外力大小成正，跟物体物体的加速度跟所受的合外力大小成正，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相.2.2.表达式：表达式：表达式：表达式：F=maF=ma3.3.对牛顿第二定律的理解要点：对牛顿第二定律的理解要点：对牛顿第二定律的理解要点：对牛顿第二定律的理解要点：
8、（1 1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为过来，
9、知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；设计运动，控制运动提供了理论基础；设计运动，控制运动提供了理论基础；设计运动，控制运动提供了理论基础；本讲稿第六页，共一百一十八页（2 2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加
10、速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；而不是速度；而不是速度；而不是速度；（3 3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，方向相同的，可以用分量式表示，方向相同的，可以用分量式表示，方向相同的，可以用分量式表示，F Fx x=ma=max x,F
11、Fy y=ma=may y,F Fz z=ma=maz z;同体性，各量都是属于同一物体的，即同体性，各量都是属于同一物体的，即同体性，各量都是属于同一物体的，即同体性，各量都是属于同一物体的，即研究对象的统一性研究对象的统一性研究对象的统一性研究对象的统一性（4 4）牛顿第二定律）牛顿第二定律）牛顿第二定律）牛顿第二定律F=maF=ma定义了力的基本单位定义了力的基本单位定义了力的基本单位定义了力的基本单位牛顿牛顿牛顿牛顿（定义使质量为（定义使质量为（定义使质量为（定义使质量为1kg1kg的物体产生的物体产生的物体产生的物体产生1m/s1m/s2 2的加速度的作用力的加速度的作用力的加速度的
12、作用力的加速度的作用力为为为为1N,1N,即即即即1N=1kg.m/s1N=1kg.m/s2 2)。同单位制，各量必须用国际单位表同单位制，各量必须用国际单位表同单位制，各量必须用国际单位表同单位制，各量必须用国际单位表示。示。示。示。本讲稿第七页，共一百一十八页（1 1）数值关系：数值关系：数值关系：数值关系：质量质量质量质量mm一定，加速度一定，加速度一定，加速度一定，加速度a a与所受的合外力与所受的合外力与所受的合外力与所受的合外力F F成正比成正比成正比成正比 （2 2）方向关系：方向关系：方向关系：方向关系：加速度的方向与合外力的方向总保持一致。加速度的方向与合外力的方向总保持一致
13、。加速度的方向与合外力的方向总保持一致。加速度的方向与合外力的方向总保持一致。（3 3）单位关系：单位关系：单位关系：单位关系：力的单位跟质量与加速度乘积的单位相一致力的单位跟质量与加速度乘积的单位相一致力的单位跟质量与加速度乘积的单位相一致力的单位跟质量与加速度乘积的单位相一致 （4 4）因果关系：因果关系：因果关系：因果关系：力是产生加速度的原因。力是产生加速度的原因。力是产生加速度的原因。力是产生加速度的原因。（5 5）瞬时对应关系：瞬时对应关系：瞬时对应关系：瞬时对应关系：力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。力和加速度同时产生、同时变化、同时
14、消失。力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。（6 6）独立对应关系：独立对应关系：独立对应关系：独立对应关系：物体受几个力的作用，每一个力对应着一个加速度，物体受几个力的作用，每一个力对应着一个加速度，物体受几个力的作用，每一个力对应着一个加速度，物体受几个力的作用，每一个力对应着一个加速度，与其它作用力无关。与其它作用力无关。与其它作用力无关。与其它作用力无关。4.4.深入理解几个关系：深入理解几个关系：深入理解几个关系：深入理解几个关系：本讲稿第八页，共一百一十八页（1 1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于）只适用于研究惯性系中运
15、动与力的关系，不能用于）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；非惯性系；非惯性系；非惯性系；（2 2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；理高速运动问题；理高速运动问题；理高速运动问题；（3 3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。5 5、牛顿定律的适用范围：、牛顿定律的适用范围：、牛顿定律
16、的适用范围：、牛顿定律的适用范围：本讲稿第九页，共一百一十八页（1 1）确定研究对象；）确定研究对象；）确定研究对象；）确定研究对象；（2 2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3 3）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的象接触的物体，并逐
17、个分析这些物体对研究对象的象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后分析其他场力；弹力和摩擦力，最后分析其他场力；弹力和摩擦力，最后分析其他场力；弹力和摩擦力，最后分析其他场力；（4 4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。6.6.物体受力分析的基本程序：物体受力分析的基本程序：物体受力分析的基本程序：物体受力分析的基本程序：本讲稿第十页，共一百一十八页牛顿运动定律解决的两类基本问题牛顿运动定律解决的两类基本问题牛顿运动定律解决的
18、两类基本问题牛顿运动定律解决的两类基本问题（1 1）已知物体的运动情况，求解物体所受的末知力）已知物体的运动情况，求解物体所受的末知力（2 2）已知物体的受力情况，求解运动情况）已知物体的受力情况，求解运动情况分析解决两类动力学问题的方法分析解决两类动力学问题的方法分析解决两类动力学问题的方法分析解决两类动力学问题的方法受力情况受力情况受力情况受力情况牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律加速度加速度加速度加速度运动情况运动情况运动情况运动情况第二类第二类第二类第二类第一类第一类第一类第一类加速度加速度加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律运动学公式运动学公式运
19、动学公式运动学公式运动学公式运动学公式运动学公式运动学公式本讲稿第十一页，共一百一十八页4.4.独立性：独立性：独立性：独立性：是指作用在物体上的每一个力都能单独产生加是指作用在物体上的每一个力都能单独产生加是指作用在物体上的每一个力都能单独产生加是指作用在物体上的每一个力都能单独产生加 速度，而合速度，而合速度，而合速度，而合外力产生的加速度是这些加速度的矢量和外力产生的加速度是这些加速度的矢量和外力产生的加速度是这些加速度的矢量和外力产生的加速度是这些加速度的矢量和.二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点：二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点：二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点
20、：二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点：1.1.同体性：同体性：同体性：同体性：是指表达式中的是指表达式中的是指表达式中的是指表达式中的F F、mm、a a是对同一物体而言的是对同一物体而言的是对同一物体而言的是对同一物体而言的.2.2.矢量性：矢量性：矢量性：矢量性：是指加速度的方向与合外力的方向是一致的是指加速度的方向与合外力的方向是一致的是指加速度的方向与合外力的方向是一致的是指加速度的方向与合外力的方向是一致的.3.3.瞬时性：瞬时性：瞬时性：瞬时性：是指式中的是指式中的是指式中的是指式中的a a和和和和F F具有瞬时对应关系，即具有瞬时对应关系，即具有瞬时对应关系，即具有瞬时对应
21、关系，即a a与与与与F F是对于同一时是对于同一时是对于同一时是对于同一时刻的，如果刻的，如果刻的，如果刻的，如果F F发生变化，发生变化，发生变化，发生变化，a a也同时发生变化也同时发生变化也同时发生变化也同时发生变化.本讲稿第十二页，共一百一十八页1：必须弄清牛顿第二定律的同体性。：必须弄清牛顿第二定律的同体性。加速度和合外力加速度和合外力(还有质量还有质量)是同属一个物体的，所是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。的受力情况都搞清楚。例例1、一人在井下站在吊台上，用如图、一人在井下站在吊
22、台上，用如图4所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量量m=15kg,人的质量为人的质量为M=55kg,起动起动时吊台向上的加速度是时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求求这时人对吊台的压力。这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)本讲稿第十三页，共一百一十八页解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图5
23、 5所示，所示，所示，所示，F F为绳的拉力为绳的拉力为绳的拉力为绳的拉力,由牛顿第二定律有：由牛顿第二定律有：由牛顿第二定律有：由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a2F-(m+M)g=(M+m)a则则则则拉力大小拉力大小拉力大小拉力大小为为为为：再选人为研究对象，受力情况如图再选人为研究对象，受力情况如图再选人为研究对象，受力情况如图再选人为研究对象，受力情况如图6 6所示，所示，所示，所示，其中其中其中其中F FN N是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得：得：得：得：F+FF
24、+FN N-Mg=Ma,-Mg=Ma,故故故故F FN N=M(a+g)-F=200N=M(a+g)-F=200N.由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为此人对吊台的压力大小为此人对吊台的压力大小为此人对吊台的压力大小为200N200N，方向竖直向，方向竖直向，方向竖直向，方向竖直向下。下。下。下。本讲稿第十四页，共一百一十八
25、页解析典型问题解析典型问题 2：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。牛顿第二定律牛顿第二定律F=maF=ma是矢量式，加速度的方向与物体所是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。行求解。例例2、如、如图图1所示，所示，电电梯与水平面梯与水平面夹夹角角为为300,当当电电梯加速向上运梯加速向上运动时动时，人人对对梯面梯面压压力是其重力的力是其重力的6/5，则则人人与梯面与梯面间间的摩擦力是其重力的多少的摩擦力是其重力的多少倍？倍？本讲稿第十五页，共一百一十八页本讲稿第十六页
26、，共一百一十八页3 3：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果作用效果产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，即也要发生变化，F=m
27、aF=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。失。本讲稿第十七页，共一百一十八页例例例例3 3、如、如、如、如图图图图2 2（a a）所示，一）所示，一）所示，一）所示，一质质质质量量量量为为为为mm的物体系于的物体系于的物体系于的物体系于长长长长度分度分度分度分别为别为别为别为L L1 1、L L2 2的两根的两根的两根的两根细细细细线线线线上，上，上，上，L L1 1的一端的一端的一端的一端悬悬悬悬挂在天花板上，与挂在天花板上，与挂在天花板上，与挂在天花板
28、上，与竖竖竖竖直方向直方向直方向直方向夹夹夹夹角角角角为为为为，L L2 2水平拉直，物体水平拉直，物体水平拉直，物体水平拉直，物体处处处处于平衡状于平衡状于平衡状于平衡状态态态态。现现现现将将将将L L2 2线线线线剪断，求剪断瞬剪断，求剪断瞬剪断，求剪断瞬剪断，求剪断瞬时时时时物体的加速度。物体的加速度。物体的加速度。物体的加速度。（l l）下面是某同学）下面是某同学）下面是某同学）下面是某同学对该题对该题对该题对该题的一种解法：的一种解法：的一种解法：的一种解法：设设设设L L1 1线上拉力为线上拉力为线上拉力为线上拉力为T T1 1，L L2 2线上拉力为线上拉力为线上拉力为线上拉力为
29、T T2 2，重力为，重力为，重力为，重力为mgmg，物体在三力作用下保持平衡，物体在三力作用下保持平衡，物体在三力作用下保持平衡，物体在三力作用下保持平衡,有有有有T T1 1coscosmgmg，T T1 1sinsinT T2 2，T T2 2mgtanmgtan剪断线的瞬间，剪断线的瞬间，剪断线的瞬间，剪断线的瞬间，T T2 2突然消失，物体即在突然消失，物体即在突然消失，物体即在突然消失，物体即在T T2 2反方向获得加速度。因为反方向获得加速度。因为反方向获得加速度。因为反方向获得加速度。因为mg mg tantanmama，所以加速度，所以加速度，所以加速度，所以加速度a ag
30、tang tan，方向在，方向在，方向在，方向在T T2 2反方向。反方向。反方向。反方向。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。（2 2）若将图）若将图）若将图）若将图2(a)2(a)中的细线中的细线中的细线中的细线L L1 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)2(b)所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（
31、所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l l）完全相同，即）完全相同，即）完全相同，即）完全相同，即 a ag tang tan，你认为这个结果正确吗？请说明理由。你认为这个结果正确吗？请说明理由。你认为这个结果正确吗？请说明理由。你认为这个结果正确吗？请说明理由。本讲稿第十八页，共一百一十八页4 4：必须弄清牛顿第二定律的独立性。：必须弄清牛顿第二定律的独立性。：必须弄清牛顿第二定律的独立性。：必须弄清牛顿第二定律的独立性。当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的当物体受到几个力的作用时，各力将独立
32、地产生与其对应的当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。方向的加速度。方向
33、的加速度。方向的加速度。例例例例4 4、如、如、如、如图图图图3 3所示，一个劈形物体所示，一个劈形物体所示，一个劈形物体所示，一个劈形物体MM放在固定的斜面上，放在固定的斜面上，放在固定的斜面上，放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球上表面水平，在水平面上放有光滑小球上表面水平，在水平面上放有光滑小球上表面水平，在水平面上放有光滑小球mm，劈形物体从，劈形物体从，劈形物体从，劈形物体从静止开始静止开始静止开始静止开始释释释释放，放，放，放，则则则则小球在碰到斜面前的运小球在碰到斜面前的运小球在碰到斜面前的运小球在碰到斜面前的运动轨动轨动轨动轨迹是：迹是：迹是：迹是：A A沿斜面
34、向下的直沿斜面向下的直沿斜面向下的直沿斜面向下的直线线线线B B抛物抛物抛物抛物线线线线C C竖直向下的直线竖直向下的直线竖直向下的直线竖直向下的直线D.D.无规则的曲线。无规则的曲线。无规则的曲线。无规则的曲线。本讲稿第十九页，共一百一十八页(07(07(07(07海南卷海南卷海南卷海南卷)游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是可以
35、体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是.当升降机加速上升时，游客是处在失重状态当升降机加速上升时，游客是处在失重状态当升降机加速上升时，游客是处在失重状态当升降机加速上升时，游客是处在失重状态.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态当升降机减速下降时，游客是处在超重状态当升降机减速下降时，游客是处在超重状态当升降机减速下降时，游客是处在超重状态.当升降机减速上升时，游客是处在失重状态当升降机减速上升时，游客是处在失重状态当升降机减速上升时，游客是处在失重状态当升降机减速上升时，游客是处在失重状态.当升降机加速下降时，游客是处在超重状态当升降机加速下降时，游客是处在超重状态当升降机加速下降时，游
36、客是处在超重状态当升降机加速下降时，游客是处在超重状态BC本讲稿第二十页，共一百一十八页（1 1）超重：）超重：）超重：）超重：物体有向上的加速度称物体处于超重。物体有向上的加速度称物体处于超重。物体有向上的加速度称物体处于超重。物体有向上的加速度称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力处于超重的物体对支持面的压力处于超重的物体对支持面的压力处于超重的物体对支持面的压力F F（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即力）大于物体的重力，即力）大于物体的重力，即力）大于物体的重力，即F=mg+ma=mF=mg+ma=m(g+ag+a).（2 2）失
37、重：）失重：）失重：）失重：物体有向下的加速度称物体处于失重。物体有向下的加速度称物体处于失重。物体有向下的加速度称物体处于失重。物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力处于失重的物体对支持面的压力处于失重的物体对支持面的压力处于失重的物体对支持面的压力F FN N（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力力）小于物体的重力力）小于物体的重力力）小于物体的重力mgmg，即即即即F FN N=mg=mgma=mma=m(g-ag-a)超重和失重超重和失重当当当当a=ga=g时，时，时，时，F FN N=0=0,即物体处于完全失重即物体
38、处于完全失重即物体处于完全失重即物体处于完全失重.本讲稿第二十一页，共一百一十八页课前回顾课前回顾:前面我们复习了牛顿第二运动定律的相关前面我们复习了牛顿第二运动定律的相关应用，如：瞬时问题、连接体问题、传输带应用，如：瞬时问题、连接体问题、传输带问题、临界问题等。今天我们复习牛顿第二问题、临界问题等。今天我们复习牛顿第二定律的另一方面应用定律的另一方面应用“超重及失重超重及失重”现现象。象。本讲稿第二十二页，共一百一十八页问题讨论问题讨论【问题【问题1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量秤，如图所示，弹簧
39、秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg的的物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数(g取取10m/s2)：(1)当电梯以当电梯以2m/S2的加速度向上匀加速运动时的加速度向上匀加速运动时,弹簧秤的弹簧秤的读数及此时物体所受的重力读数及此时物体所受的重力;GFaF-mg=maF=48NG=40N解：解：本讲稿第二十三页，共一百一十八页问题讨论问题讨论【问题【问题1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg的物体，试分析下列电梯的
40、运动情况下弹簧称的读的物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数数(g取取10m/s2)：(1)当电梯以当电梯以2m/S2的加速度向上匀加速运动时的加速度向上匀加速运动时,弹簧秤弹簧秤的读数及此时物体所受的重力的读数及此时物体所受的重力;(2)当电梯以当电梯以2m/s2的加速度匀的加速度匀加速下降时弹簧秤的读数及物加速下降时弹簧秤的读数及物体所受的重力体所受的重力F=32NG=40N本讲稿第二十四页，共一百一十八页问题讨论问题讨论【问题【问题1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩
41、上悬挂一个质量m4kg的物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读的物体，试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数数(g取取10m/s2)：(1)当电梯以当电梯以2m/S2的加速度向上匀加速运动时的加速度向上匀加速运动时,弹簧秤的弹簧秤的读数及此时物体所受的重力读数及此时物体所受的重力;(2)当电梯以当电梯以2m/s2的加速度匀的加速度匀加速下降时弹簧秤的读数及物加速下降时弹簧秤的读数及物体所受的重力体所受的重力（3）电梯做怎样的运动时弹簧称）电梯做怎样的运动时弹簧称的读数为零。的读数为零。本讲稿第二十五页，共一百一十八页知识回顾知识回顾一、相关概念：一、相关概念：超重现象：超重现象：物体对悬挂
42、物的拉力（或对支持物物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）的压力）大于大于物体所受重力的情况。物体所受重力的情况。失重现象：失重现象：物体对悬挂物的拉力（或对支持物物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）的压力）小于小于物体所受重力的情况。物体所受重力的情况。此时物体具有向上的加速度此时物体具有向下此时物体具有向下的加速度的加速度本讲稿第二十六页，共一百一十八页知识回顾知识回顾物体对悬挂物的拉力（或支持物的物体对悬挂物的拉力（或支持物的压力）压力）等于零等于零的状态。的状态。一、相关概念：一、相关概念：超重现象：超重现象：失重现象：失重现象：完全失重：完全失重：此时物体的加速度为g思考思考:那些
43、运动形式的物体处于完全失重状态那些运动形式的物体处于完全失重状态?自由落体、竖直上抛、平抛、人造卫星内的物体自由落体、竖直上抛、平抛、人造卫星内的物体本讲稿第二十七页，共一百一十八页规律总结规律总结二、深入理解二、深入理解问题问题1：关于超重和失重，下列说法中正确的是：关于超重和失重，下列说法中正确的是A物体处于失重状态时，所受重力减小，处于超物体处于失重状态时，所受重力减小，处于超重状态时所受重力增大。重状态时所受重力增大。B在电梯上出现失重状态时，电梯必定处于下降过程在电梯上出现失重状态时，电梯必定处于下降过程C完全失重就是物体一点重力都不受了完全失重就是物体一点重力都不受了D在绕地球运动
44、的宇宙飞船内，天平将不能用来测在绕地球运动的宇宙飞船内，天平将不能用来测量物体的质量量物体的质量超重产生原因：物体具有竖直向上的加速度；超重产生原因：物体具有竖直向上的加速度；失重产生原因：物体具有竖直向下的加速度；失重产生原因：物体具有竖直向下的加速度；发生超重和失重时物体所受的实际重力不变。发生超重和失重时物体所受的实际重力不变。本讲稿第二十八页，共一百一十八页应用与提高应用与提高例例1、举重运动员在地面上能举起、举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动的重物，而在运动的升降机中却只能举起的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速的重物，求升降机运动的加速度若升降机
45、以度若升降机以2.5m/s2的加速度加速下降，问运动员在的加速度加速下降，问运动员在其中能举起质量多大的重物？（取其中能举起质量多大的重物？（取g10m/s2）-一种基本的计算一种基本的计算解：以重物为研究对象，两种情况下人给重物的力不变。解：以重物为研究对象，两种情况下人给重物的力不变。（1）G=1000NF=1200NF-mg=maa=2m/s2方向向上。方向向上。（2）m=160kg本讲稿第二十九页，共一百一十八页应用与提高应用与提高例例2、如图所示，、如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把两物块叠放在一起，当把A、B两物块两物块同时竖直向上抛出时同时竖直向上抛出时(不计空气阻力不计空气
46、阻力)，则，则AA的加速度大小小于的加速度大小小于gBB的加速度大小大于的加速度大小大于gCA、B的加速度大小均为的加速度大小均为gDA、B间的弹力为零间的弹力为零1金属小筒的下部有一个小孔金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中（落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中（）A水继续以相同的速度从小孔中喷出水继续以相同的速度从小孔中喷出B水不再从小孔中喷出水不再从小孔中喷出C水将以较小的速度从小孔中喷出水将以较小的速度从小孔中喷出D水将以
47、更大的速度从小孔中喷出水将以更大的速度从小孔中喷出-与完全失重有关的一类题与完全失重有关的一类题本讲稿第三十页，共一百一十八页应用与提高应用与提高2 2、如图所示，物体、如图所示，物体、如图所示，物体、如图所示，物体B B放在真空容器放在真空容器放在真空容器放在真空容器A A内，且内，且内，且内，且B B略小于略小于略小于略小于A A，将它们以初速度竖直上抛下列说法中正确的是，将它们以初速度竖直上抛下列说法中正确的是，将它们以初速度竖直上抛下列说法中正确的是，将它们以初速度竖直上抛下列说法中正确的是A A、若不计空气阻力，上升过程中，、若不计空气阻力，上升过程中，、若不计空气阻力，上升过程中，
48、、若不计空气阻力，上升过程中，B B对对对对A A的压力向下的压力向下的压力向下的压力向下B B、若不计空气阻力，上升过程中，、若不计空气阻力，上升过程中，、若不计空气阻力，上升过程中，、若不计空气阻力，上升过程中，B B对对对对A A的压力向上的压力向上的压力向上的压力向上C C、若考虑空气阻力，上升过程中，、若考虑空气阻力，上升过程中，、若考虑空气阻力，上升过程中，、若考虑空气阻力，上升过程中，B B对对对对A A的压力向上的压力向上的压力向上的压力向上D D、若考虑空气阻力，下落过程中，、若考虑空气阻力，下落过程中，、若考虑空气阻力，下落过程中，、若考虑空气阻力，下落过程中，B B对对对
49、对A A的压力向上的压力向上的压力向上的压力向上方法迁移方法迁移本讲稿第三十一页，共一百一十八页临界极值问题临界极值问题本讲稿第三十二页，共一百一十八页 说明：在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某说明：在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某说明：在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某说明：在许多情况中，当研究对象的外部或内部条件超过某一临界值时，它的运动状态将发生一临界值时，它的运动状态将发生一临界值时，它的运动状态将发生一临界值时，它的运动状态将发生“突变突变突变突变”，这个临界值就是临，这个临界值就是临，这个临界值就是临，这个临界值就是临界条件，而题目往往不会直接
50、告诉你物体处于何种状态解决这界条件，而题目往往不会直接告诉你物体处于何种状态解决这界条件，而题目往往不会直接告诉你物体处于何种状态解决这界条件，而题目往往不会直接告诉你物体处于何种状态解决这类问题的方法一般先是求出某一物理量的临界值，再将题设条件类问题的方法一般先是求出某一物理量的临界值，再将题设条件类问题的方法一般先是求出某一物理量的临界值，再将题设条件类问题的方法一般先是求出某一物理量的临界值，再将题设条件和临界值进行比较，从而判断出物体所处的状态，再运用相应的和临界值进行比较，从而判断出物体所处的状态，再运用相应的和临界值进行比较，从而判断出物体所处的状态，再运用相应的和临界值进行比较，