2020版高中物理 第四章 牛顿运动定律 第7节 用牛顿运动定律解决问题（二）课件 新人教版必修1

第7节用牛顿运动定律解决问题(二)1细梳理、基础巩固要点一共点力的平衡条件1．平衡状态：物体在力的作用下保持1______或2______________的状态．2．平衡条件：在共点力作用下，物体的平衡条件是3__________.静止匀速直线运动合力为03．对平衡状态的理解(1)两种平衡状态：静止状态和匀速直线运动状态．(2)a＝0，物体就处于平衡状态，与速度是否为0无关；反过来，平衡状态时也有a＝0，但速度不一定为0.(3)静止时，a＝0，v＝0；但v＝0，物体不一定静止，还要看加速度是否为0.4．平衡条件的两种表达式(1)F合＝0.(2)正交表示法F合x＝0，F合y＝0，其中F合x和F合y分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力．5．由平衡条件可得出的结论(1)物体受两个力作用平衡时，这两力必大小相等，方向相反，作用在同一直线上．(2)物体受三个共点力作用平衡时，其中任意两力的合力必与第三个力等大反向．(3)物体受三个以上的共点力作用平衡时，其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向．1．在下图中，能表示物体处于平衡状态的是()解析：选C物体处于平衡状态是指物体保持静止(F合＝0，v＝0)或匀速直线运动状态(F合＝0，a＝0，v不变)，可判断只有C正确．2.如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重力均为2N的球A、B，在两球之间夹一弹簧．弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的细线将球C与A、B相连，此时弹簧被压短了10cm，两条细线的夹角为60°，则()A．弹簧的弹力大小为0.5NB．细线的拉力大小为4NC．C球的重力为3ND．杆对A球的支持力为(2＋3)N解析：选D根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为F＝kx＝10×0.1N＝1N，故选项A错误；分析A球的受力情况，如图所示，根据平衡条件得Tcos60°＝F，N＝G＋Tsin60°，解得T＝2N，N＝(2＋3)N，即杆对A球的支持力为(2＋3)N，故选项B错误，D正确；对C球进行受力分析，有2Tsin60°＝GC，解得GC＝23N，故选项C错误．3．一种测定风力的仪器如图所示，它的细长金属丝一端固定于悬点O，另一端悬挂一个质量为m的金属球．无风时，金属丝自然下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向的角度为θ.风力F与θ、m之间的关系式正确的是()A．F＝mgsinθB．F＝mgcosθC．F＝mgtanθD．F＝mgtanθ解析：选C对金属球受力分析，金属球受到重力、拉力和风力共3个力作用，由平衡条件可知，拉力和风力的合力与重力等大反向，如图所示．由几何关系，得到F＝mgtanθ，故C正确．要点二超重和失重1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)4______物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有5______的加速度．大于向上2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)6______物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有7______的加速度．(3)完全失重①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)8________的状态．②产生条件：a＝9___，方向10__________．小于向下等于零g竖直向下3．超重和失重的理解(1)视重：当物体竖直悬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“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．(2)当视重与物体的重力不同时，即发生了超重或失重现象．(3)超重、失重现象与物体的运动方向无关，当物体具有向上的加速度时，无论物体向什么方向运动，均出现超重现象，反之则出现失重现象．因此，判断出现超、失重的依据是看加速度的方向．(4)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如液体对器壁没有压强、浸在水中的物体不受浮力等．工作原理与重力有关的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等．4．下列说法正确的是()A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态C．跳高运动员到达空中最高点时处于平衡状态D．蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时均处于失重状态解析：选D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于平衡状态，不是失重状态，选项A错误；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于平衡状态，选项B错误；跳高运动员到达空中最高点时，加速度为g，处于完全失重状态，选项C错误；蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时，加速度均为g，故均处于失重状态，选项D正确．5．“蹦极”是一项非常刺激的体育活动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中，不计空气阻力，则有()A．人在Pb段做自由落体运动，在bc段做减速直线运动B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．在c点，人的速度为零，其加速度为零解析：选B在Pa段绳还没有被拉长，人做自由落体运动，在ab段绳被拉长，人不做自由落体运动，所以A错误；在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，处于失重状态，所以B正确；在bc段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，处于超重状态，所以C错误；在c点，绳的形变量最大，绳的拉力最大，人受到的合力向上，有向上的加速度，速度为零，所以D错误．6．(多选)某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(向上为正方向)．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是()A．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态B．在5～10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力C．在10～20s内，观光电梯在减速下降，说明该同学的惯性在变小D．在20～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态解析：选BD在0～5s内，从v-t图象可知，此时的加速度为正，电梯的加速度方向向上，此时人处于超重状态，所以A错误；在5～10s内，v-t图线平行于t轴，此时电梯在匀速运动，处于平衡状态，所以该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，所以B正确；在10～20s内，从v-t图象可知，此时的加速度为负，速度为正，电梯的加速度方向向下，正在减速上升，此时人处于失重状态，由于质量不变，因此惯性不变，所以C错误；在20～25s内，速度为负，加速度为负，则观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态，选项D正确．要点三从动力学看自由落体运动1．条件：(1)v0＝11___；(2)只受12______作用，a＝13___.2．运动性质：初速度为零的匀加速直线运动．3．规律：v＝14____，h＝12gt2，v2－v02＝15_____.0重力ggt2gh7．(多选)为了得到塔身的高度(超过5层楼高)数据，某人在塔顶使一颗石子做自由落体运动．在已知当地重力加速度的情况下，可以通过下面哪几组物理量的测定，求出塔身的高度()A．最初1s内的位移B．石子落地的速度C．最后1s内的下落高度D．下落经历的总时间解析：选BCD最初1s内的位移可以不告知，也可以求出，无法知道落地的时间和落地的速度，故无法求出塔身的高度，故A错误；知道石子的落地速度，根据v2＝2gh可求出塔的高度，故B正确；知道石子最后1s内的位移，根据x＝v0t＋12gt2，可以求出最后1s内的初速度，根据速度时间公式求出落地速度，再根据v2＝2gh，求出塔的高度，故C正确；知道石子下落的时间，根据h＝12gt2求出塔身的高度，故D正确．8．(多选)以35m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，g取10m/s2.以下判断正确的是()A．小球到最大高度时的速度为0B．小球到最大高度时的加速度为0C．小球上升的最大高度为61.25mD．小球上升阶段所用的时间为3.5s解析：选ACD竖直上抛的物体到达最高点时，a＝g，v＝0，A对，B错；由H＝v022g得H＝3522×10m＝61.25m，C对；上升阶段所用的时间t＝v0g＝3.5s，D对．