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1、4.7 牛顿运动定律的运用（二）学习目标：1、理解共点力的平衡条件，会用共点力的平衡条件解题；2、理解什么是超重与失重，理解超重与失重的产生条件，会运用牛顿运动定律解决超重与失重问题学习重点：运用牛顿运动定律解决超重与失重问题学习难点：超重与失重活动过程：活动一、共点力的平衡条件的理解及运用物体处于 状态或 状态就叫做处于平衡状态。而物体处于这种状态时，运动状态不变，必定没有 ，由牛顿第二定律可得：若无 则物体合力必为 。（注：物体不转动或匀速转动也是一种平衡状态，叫转动平衡，此时的物体不能看作质点。）所以共点力作用下物体的平衡条件是 。 分析：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间速度为零，则该
2、瞬间是否处于平衡状态？ 例1、题目见课本P86例题1课本解题的过程中采用了什么方法？此时平衡条件等价于 。（注： 物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。这叫共点力的判定定理）除了这种方法之外，还有没有其他的方法？尝试用其它方法再解一遍：总结：解题方法（1）、当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定 ；（2）、当物体在三个共点力作用下平衡时，任意两个力的合力必 ，求解时往往采用 、 或 ；（3）、当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用 ，将物体所受的力分解在两个方向上，再根据平衡条件得到这两个方向上力的关系。反馈练习：1、质量为m的木块在推力F作用下，在水
3、平地面上做匀速运动已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个（ ） Amg B（mg-Fsin）C（mg+Fsin） DFcos活动二、超重和失重及完全失重的理解及运用（一）、超重 失重例2、如右图所示，一个人在升降机内做一实验，实验时将一弹簧秤挂在升降机内，弹簧秤下挂一质量为m=5kg的物体。（g=10 m/s2）问题（1）若升降机以大小a=0.8m/s2加速度向上加速运动时，此人看到的弹簧秤示数多少？此读数比重力大还是小？ 对比：黑柱站在升降机内磅秤上，当升降机以0.2g的加速度加速上升时，黑柱发现自己的体重 （填“减轻”或“增加”）了 。问题（2）若升降机以
4、大小a=0.8m/s2加速度向下减速运动时，此人看到的弹簧秤示数多少？此读数比重力大还是小？总结：（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（也叫视重） 物体的重力，叫超重；（2）产生条件 ： 问题（3）若升降机以大小a=0.8m/s2加速度向下加速运动时，此人看到的弹簧秤示数多少？此读数比重力大还是小？对比：黑柱站在升降机内磅秤上，当升降机以0.2g的加速度加速下降时，黑柱发现自己的体重 （填“减轻”或“增加”）了 。问题（4）若升降机以大小a=0.8m/s2加速度向上减速运动时，此人看到的弹簧秤示数多少？此读数比重力大还是小？（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（也叫
5、视重） 物体的重力，叫失重；（2）产生条件 ： （二）完全失重问题（5）若升降机以大小a=g加速度加速下降时，此人观察到的弹簧秤示数为多少？（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 ，叫完全失重。(2)产生条件 ： 总结：（理解）实质： 研究性学习：如右图，斜面体C与木楔B的接触面光滑，C固定在地面上，其倾角=370，将质量m=0.5kg的物体A置于B上，A、B接触面粗糙且水平。当AB保持相对静止一同沿斜面下滑时，求B对A的静摩擦力及支持力。根据解得的结果，你有什么启发？（g=10 m/s2）*阅读材料：失重与完全失重失重概念，即物体具有向下加速度时，弹簧秤拉力小于物体重力的现象
6、。完全失重概念，即物体具有向下加速度且大小等于重力加速度时，弹簧秤拉力等于零的现象。相关实验：失重现象1、 实验装置如图62所示，杆处于水平平衡，若将铁链一端的细绳烧断，杆还会平衡吗？为什么？2、 动手分组实验：如图63，取一可乐瓶，在瓶底部打一小孔，在瓶中盛一定量的水，水将从小孔中流出。若将可乐瓶从空中自由落下，水会从小孔中流出吗？请解释为什么？如果可乐瓶是向上抛出呢？3、超重和失重现象的利与弊（1）超重现象与人的生理反应问题：飞船发射时加速上升，宇航员处于超重状态，而且发射时由于加速度很大，超重很“严重”，体内血液往下肢“坠”，一方面造成血管承受压力加大，另一方面造成血液循环困难，脑部会出
7、现缺血和缺氧现象。为了减少超重对人的生理影响，飞船发射时，宇航员成什么姿势较好？（2）超重环境模拟仪：为了训练宇航员适应超重环境，宇航员要在超重环境中进行训练。如图64所示就是超重环境模拟仪，当训练舱旋转时，舱处于超重状态。 失重现象想象活动：根据你对失重现象的理解，想象，在地面上的生产、生活或实验现象在在失重情况可能出现什么现象或产生什么影响，这些现象有什么有利一面和不利另一面，不利的一面如何克服？有利的一面可能有什么应用？（例如：太空饮食问题，太空中排泄问题，太空中睡觉问题。太空中泡沫金属，太空中的晶体生长，太空中悬浮冶炼等等。）失重环境是一个特殊环境，它对生物生长或物理现象、化学现象等产
8、生影响。为了鼓励青少年创新，同时也为了充分应用失重环境或微重力环境的宝贵资源，美国国家航空航天局（NASA）每次发射航天飞机之前，在世界各国中学生中征集飞船搭载实验方案，我国中小学生设计的方案曾被选中，例如，1990年，18岁的俞纬设计的“草履虫生成”实验项目从全国7000多个太空搭载实验项目中脱颖而出，被美国国家航空航天局选中，搭乘“发现号”航天飞机进行了太空实验。2003年，中国女生李桃桃提出的“蚕在太空吐丝结茧”搭载实验，由美国“哥伦比亚”号航天飞机送入太空，遗憾的是“哥伦比亚”号返回时坠毁，失去了宝贵观察记录。我国从87年开始开展太空搭载实验，取得了不少实验成果，从2003年开始，利用
9、返回式卫星开展有偿征集太空搭载实验，云南省金实小学的学生申请的“跳舞草种子”搭载实验方案获得通过，并由我国第18个返回式卫星送上太空。以上有关方面的具体情况可上网查阅相关资料。课外实践：（1）到宾馆乘坐电梯，体验宾馆电梯起动或停止时间人的感受。或到游乐场感受过山车或极速升降机（2）上网查看超重和失重相关资料课后练习：1、如图所示，两光滑硬杆AOB成角，在两杆上各套上轻环P、Q，两环用细绳相连，现用恒力F沿OB方向拉环Q ，当两环稳定时细绳拉力为（ ）AFsin BF/sin CFcos DF/cos2、有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，O
10、B上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（ ）AFN不变，f变大 BFN不变，f变小 CFN变大，f变大 DFN变大，f变小3、如图所示，质量为m，横截面为直角形的物快ABC，ABC，AB边靠在竖直墙上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，求摩擦力的大小。4、如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m
11、2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=60。两小球的质量比为（ ）A B C D5、长L的绳子，一端拴着半径为r，重为G的球，另一端固定在倾角为的光滑斜面的A点上，如图所示，试求绳子中的张力6、电梯内有一物体，其质量为m，用细线挂在电梯的天花板上当电梯以g/3的加速度竖直加速下降时(g为重力加速度)，细线对物体的拉力为：（ ） A2mg/3 Bmg/3 C4mg/3 Dmg7、如右图所示，在电梯的天花板上用弹簧秤系着一个质量为10kg的铁块。当电梯以0.4 ms2的加速度匀加速下降的过程中，弹簧秤的示数为多大?8、用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上,
12、在下列几种情况下,绳的拉力最大的是：（ ）A电梯匀速上升； B电梯匀速下降； C电梯加速上升； D电梯加速下降。9、某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中 ( )A由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变B此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大C台秤的示数先增大后减小 D台秤的示数先减小后增大10、如右图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为( ) AF=mg BMgF(M+m)g 11、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是 ( )A读数偏大，表明装置加速上升B读数偏小，表明装置减速下降C读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D读数准确，表明装置匀速上升或下降