教案-全国-2018_2018-2019学年高中物理 专题4.doc

1专题4.7用牛顿运动定律解决问题（二）学习目标1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点力作用下物体的平衡条件。2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。3.通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质。一、对平衡状态及平衡条件的理解1.两种平衡情形：(1)物体在共点力作用下处于静止状态。(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。2.两种平衡条件的表达式：(1)F合=0。(2)其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后,物体在x轴和y轴方向上所受的合力。3.由平衡条件得出的三个结论：4.求解共点力平衡问题的一般步骤：(1)选取研究对象。(2)将研究对象隔离出来,分析物体的受力情况并画受力示意图。(3)根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解法。(4)列方程求解,并检查答案是否完整、合理。【示范题】(2017·南开中学高一检测)如图所示,轻绳OA一端系于天花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系在一物体Q上,Q相对于水平桌面静止,OC绳挂一重为300N的物体P。试求绳子OA的拉力与物体Q受到的摩擦力的大小。【规范解答】对结点O和物体Q受力分析,如图所示：1.(拓展延伸)【示范题】中,假设物体Q与桌面之间的最大静摩擦力为200N,若使物体Q仍保持静止,则OC绳所悬挂物体的重力不得超过多少?【解析】对结点O和物体Q受力分析,如图所示：经分析可知,当物体Q所受的摩擦力为最大静摩擦力时,OC绳所悬挂物体的重力最大,此时FOB=Ffmax=200N。对结点O,由平衡条件可得,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,物体P的重力GP=200N。答案：200N2.(2017·重庆八中高一检测)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°。假设石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力与第1、3块石块间的作用力的大小之比为()A．B．C．D．【变式训练】1.如图所示,在一细绳C点系住一重物P,细绳两端A、B分别固定在墙上,使AC保持水平,BC与水平方向成30°角,已知细绳最多只能承受200N的拉力,那么C点悬挂重物的重力最多为多少?这时细绳的哪一段即将拉断?【解析】解法一力的合成法C点受三个力作用处于平衡状态,如图所示,可得出F1与F2的合力F合方向竖直向上,大小等于F,由三角函数关系可得出F合=F1·sin30°=F=mPgF2=F1·cos30°当F1达到最大值200N时,mPg=100N,F2≈173N,在此条件下,BC段绳子即将断裂,AC段绳的拉力F2还未达到最大值。故C点悬挂重物的重力最多为100N,这时BC段绳子即将拉断。解法二正交分解法如图所示,将拉力F1分解,根据物体受力平衡可得：F1·sin30°=F=mPg,F2=F1·cos30°。后面的分析过程同解法一。答案：100NBC段细绳即将拉断2.如图所示,质量为m的物体在倾角为θ的斜面上恰好匀速下滑。则物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少?【解析】物体的受力如图所示。答案：tanθ二、对超重、失重现象的理解1.视重：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“视重”,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,物体的重力并未变化,只是视重变了。2.超重、失重的分析：特征状态加速度视重(F)与重力关系运动情况受力图平衡a=0F=mg静止或匀速直线运动特征状态加速度视重(F)与重力关系运动情况受力图超重向上F=m(g+a)>mg向上加速向下减速失重向下F=m(g-a)<mg向下加速向上减速完全失重a=gF=0自由落体,抛体,正常运行的卫星等【示范题】(2017·南开中学高一检测)一个质量是60kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂着一个弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量是50kg的物体。当升降机向上运动时,该人看到弹簧测力计的示数为400N,求此时人对升降机地板的压力。(g取10m/s2)【规范解答】以物体为研究对象,受力分析如图所示,选取向上的方向为正方向,由牛顿第二定律得：FT-mg=ma,a=m/s2=-2m/s2再以人为研究对象,他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN,由牛顿第二定律得：FN-m人g=m人a,FN=m人a+m人g=60×(10-2)N=480N由牛顿第三定律可知,人对地板的压力为480N,方向竖直向下。答案：480N方向竖直向下1.(拓展延伸)【示范题】中,若人对地板的压力为720N,则弹簧测力计的示数为多少?【解析】以人为研究对象,据牛顿第三