高一物理第四章《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）》學(xué)案（新人教版必修1）

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111 海南省海口市第十四中學(xué)高中物理必修一 學(xué)案 第四章 7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二） 學(xué)習(xí)過程 一．課前預(yù)習(xí)，自主學(xué)習(xí) （一）、共點(diǎn)力的平衡條件 1.平衡狀態(tài) 如果一個(gè)物體在力的作用下，保持______或_____________狀態(tài)，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。 2.共點(diǎn)力的平衡條件 物體所受到的合力為___。 二、超重和失重 1.超重 (1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_____物體所受重力的現(xiàn)象。 (2)特點(diǎn)：物體發(fā)生超重現(xiàn)象時(shí)，加速度的方向_____。(填“向上”或“向下”) 2.失重 (1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?______物體所受重力的現(xiàn)象。 (2)特點(diǎn)：物體發(fā)生失重現(xiàn)象時(shí)，加速度的方向______。(填“向上”或“向下”) (3)完全失重 ①定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_______的現(xiàn)象。 ②特點(diǎn)：物體豎直向下的加速度的大小等于___________ 三、從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)角度看自由落體運(yùn)動(dòng) 1.自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在_____作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。 2.自由落體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征 由于物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受重力是一個(gè)恒力，由牛頓第二定律可知，物體下落的加速度_____(選填“恒定”或“改變”)，從這個(gè)角度看，自由落體運(yùn)動(dòng)是_______直線運(yùn)動(dòng)。 【判一判】 (1)放在桌子上的物體靜止不動(dòng)，處于平衡狀態(tài)。( ) (2)豎直上拋的物體，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，物體處于平衡狀態(tài)。( ) (3)物體處于超重狀態(tài)時(shí)，可能向上運(yùn)動(dòng)，也可能向下運(yùn)動(dòng)。( ) (4)宇航員在太空中處于完全失重狀態(tài)，所以說宇航員在太空中不受重力的作用。( ) 二．課堂導(dǎo)學(xué)，小組合作探究 主題一：探究共點(diǎn)力的平衡條件 1.處于平衡狀態(tài)的物體有什么特點(diǎn)？物體若受多個(gè)共點(diǎn)力保持平衡，應(yīng)滿足什么條件？ 2.某時(shí)刻速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？試舉例說明。 3.若一個(gè)物體受三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，則其中一個(gè)力與另外兩個(gè)力的合力滿足怎樣的關(guān)系？這個(gè)結(jié)論是否可以推廣到多個(gè)力的平衡？ 【探究歸納】共點(diǎn)力的平衡條件 1.從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析 靜態(tài)平衡狀態(tài)：物體的速度v=0，物體的加速度a=0。 動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)：物體的速度v≠0，物體的加速度a=0。 2.從動(dòng)力學(xué)角度分析 處于平衡狀態(tài)的物體不受力或雖然受力但合力為零。物體不受力只是一種理想的情況。 【典例1】(2012廣東高考)如圖所示,兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45,日光燈保持水平,所受重力為G,左右兩繩的拉力大小分別為( ) 主題二：超重和失重 1.用彈簧測力計(jì)測物體的重力時(shí)，突然向上加速，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如何變化？嘗試用牛頓第二定律分析。 2.發(fā)生超重時(shí)物體的重力變化了嗎？發(fā)生超重時(shí)物體可能怎樣運(yùn)動(dòng)？ 3.在學(xué)習(xí)失重時(shí)，有的同學(xué)認(rèn)為發(fā)生失重時(shí)物體的重力減小了，請(qǐng)思考這種說法對(duì)嗎？發(fā)生失重時(shí)物體可能的運(yùn)動(dòng)情況怎樣？ 【典例2】(2012連云港高一檢測)一個(gè)質(zhì)量為70 kg的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍訒r(shí)，電梯以3 m/s2的加速度勻減速下降，試求這時(shí)他對(duì)電梯地板的壓力。(g=10 m/s2) 三．自主歸納整理本節(jié)學(xué)習(xí)的知識(shí) 四．分層達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1.物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是( ) A．物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài) B．物體相對(duì)另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài) C．物體處于平衡狀態(tài)，所受合力一定為零 D．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) 2.(2012連云港高一檢測)關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是( ) A.物體處于超重狀態(tài)時(shí)，是指物體的重力增大了 B.物體處于失重狀態(tài)時(shí)，是指物體的“視重”減小了 C.物體在完全失重的條件下，對(duì)支持它的支持面壓力為零 D.物體處于完全失重時(shí)，地球?qū)λ囊οЯ? 3. 如圖所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行的過程中，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時(shí)的伸長量小，這一現(xiàn)象表明( ) A．電梯一定是在下降 B．電梯可能是在上升 C．小鐵球處于超重狀態(tài) D．小鐵球處于失重狀態(tài) 4. 在升降機(jī)中，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，則下列判斷可能正確的是(g取10 m/s2)( ) A．升降機(jī)以8 m/s2的加速度加速上升 B．升降機(jī)以2 m/s2的加速度加速下降 C．升降機(jī)以2 m/s2的加速度減速上升 D．升降機(jī)以8 m/s2的加速度減速下降 5. (2012濟(jì)南高一檢測)在軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星中,下列哪些儀器能夠使用( ) A.天平 B.彈簧測力計(jì) C.水銀溫度計(jì) D.水銀氣壓計(jì) 6. 在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是( ) A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下 7. 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=10 kg的圓球被沿水平方向的繩索拉著，處于光滑的斜面上靜止不動(dòng)，已知斜面傾角為30，求繩索的拉力。(g取10 m/s2) 【能力提升】 8.(2012?新課標(biāo)全國卷）如圖,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為N1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦,在此過程中( ) A.N1始終減小,N2始終增大 B.N1始終減小，N2始終減小 C.N1先增大后減小,N2始終減小 D.N1先增大后減小，N2先減小后增大 9.(2012杭州高一檢測)蹦極是一種極限體育項(xiàng)目，可以鍛煉人的膽量和意志。運(yùn)動(dòng)員從高處跳下，彈性繩被拉展前做自由落體運(yùn)動(dòng)，彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下，運(yùn)動(dòng)員下落一定高度后速度減為零。在下降的全過程中，下列說法正確的是( ) A.彈性繩拉展前運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)，彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài) B.彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài) C.彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài) D.運(yùn)動(dòng)員一直處于失重狀態(tài) 10.在距離地面高度h=20 m處將一個(gè)小球以v0=10 m/s的速度豎直向上拋出，求t=3 s時(shí)小球的速度和位移。 11.在升降機(jī)中測人的體重，已知人的質(zhì)量為40 kg。 (1)若升降機(jī)以2.5 m/s2的加速度勻加速下降，臺(tái)秤的示數(shù)是多少？ (2)若升降機(jī)自由下落，臺(tái)秤的示數(shù)又是多少？ 111