第四章　牛顿运动定律

7　用牛顿运动定律解决问题(二)

学习目标

1.掌握共点力的平衡条件,会用来解决有关平衡问题.

2.知道超重和失重的概念,知道超重和失重产生的条件.

3.能从动力学的角度理解自由落体运动.

自主探究

1.物体做加速运动时,速度方向与加速度方向　　　　(填"相同"或"相反"),物体做减速运动时,加速度方向与速度方向　　　　(填"相同"或"相反").

2.如果一个物体在力的作用下保持　　　　或　　　　,我们就说这个物体处于　　　　.在共点力作用下物体的平衡条件是　　　　.

3.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象叫做　　　　现象.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象叫做　　　　现象.

合作探究

一、共点力的平衡条件

牛顿第一定律指出了物体在不受力的情况下能够保持静止或做匀速直线运动,现实生活中物体不可能不受力的作用,但是满足一定条件的前提下,也能保持静止或匀速直线运动状态.

提出问题:物体保持静止或做匀速直线运动,其共同点是什么?

【例1】城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂.图为这类结构的一种简化模型.图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略.如果悬挂物的重量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大?

思考讨论:(1)当θ变小时,题中所求的两个力如何变化?

(2)这在实际应用过程中对材料有什么要求?

1.在共点力作用下处于平衡状态的物体加速度为　　　　.

2.合成法:转化成二力平衡模型,任意两个力的合力与第三个力大小　　　　,方向　　　　.

3.分解法(正交分解法):转化成四力平衡模型,将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解,其分力必然与其余两个力大小　　　　、方向　　　　.

二、超重和失重

实验探究:在电梯中放置一台电子秤,一位同学静止地站在上面,先让电梯静止在1楼,观察电梯静止时电子秤的示数;然后启动电梯向上运动,观察此时电子秤的示数变化;电梯速度稳定后,观察此时电子秤的示数变化;到达顶楼前电梯减速上升,观察此时电子秤的示数变化;随后让电梯在向下运动至1楼,观察电子秤的示数变化情况.