《用牛顿运动定律解决问题(二)》ppt课件

预习梳理
1．共点力 如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情 况下这些力共同作用在 同一点上．或者虽不作用在 同一点 上，但它们的延长线交于一点，这样的一组 力叫做共点力．
2．共点力的平衡 (1)平衡状态：物体在力的作用下保持 静止或 匀速 直线运动 的状态． (2)共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的 合力
探究归纳
一、共点力平衡条件的理解
典例 1 如图 1 所示，物块在力 F 作用
下向Байду номын сангаас沿水平方向匀速运动，则物块
所受的摩擦力 Ff 与拉力 F 的合力 方向应该是
A．水平向右
B．竖直向上
C．向右偏上
D．向左偏上
图1 ()
思路点拨 (1)三力平衡的特点：任意两个力的合力必 和第三个力等大反向． (2)n 个力共点平衡最终可以等效成二力平衡．
解析 解法一 运用力的分解法．OC 中的拉力等于 重物的重力，将此力按力的作用效果可分解为如图甲 所示的两个分力 F1 和 F2，它们分别等于 OB、OA 中 的拉力，由几何关系可知三段绳中的 OA 的拉力最 大．故逐渐增加重物的质量时，最先断的绳是 OA.
解法二 运用力的合成法．作结点 O 的受力图，设绳 OA、OB 的拉力分别为 FA、FB，它们的合力为 F，由 于结点 O 质量不计，所以它受到的力 F 与重物重力大 小相等，方向相反．如图乙所示，从作出的平行四边 形可知：OA 绳中张力最大，若逐渐增加重物质量，则 OA 首先达到最大拉力，故最先断的绳必是 OA.
第 7 节 用牛顿运动定律解决问题(二)
目标导读 1.理解共点力作用下物体平衡状态的概 念，能推导出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.4.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的 方法和步骤．
二、力的合成法与分析法处理平衡问题
典例 2 三段不可伸长的细绳 OA、
OB、OC 能承受的最大拉力相同，
它们共同悬挂一重物，如图 2 所
示，其中 OB 是水平的，A 端、B
图2
端固定．若逐渐增加 C 端所挂物体的质量，则最先
断的绳
()
A．必定是 OA
B．必定是 OB
C．必定是 OC
D．可能是 OB，也可能是 OC
4．从动力学角度看自由落体运动 (1)物体做自由落体运动的两个条件 ①初速度为零；②运动过程中只受重力作用． (2)从动力学角度看自由落体运动 根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它所受的 力成正比，加速度的方向与力的方向相同 ，自由落 体在下落的过程中所受重力的大小、方向都不变， 所以加速度的大小和方向也是 恒定的． (3)自由落体运动是一种理想化的模型．实际物体下 落时都要受到空气的阻力，速度越大，阻力越大．
等于0，即 F合＝0 .
3．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) 大于 物体所受重力的现象． ②产生条件：物体具有向上的加速度． (2)失重(完全失重) ①定义：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．物体对支持物的压力 (或对悬挂物的拉力)等于零的现象叫完全失重 ． ②产生条件：物体具有向下的加速度．a＝g 时， 对应完全失重．
答案 A
针对练习 2 如图 3 所示，电灯悬挂于
两墙壁之间，更换水平绳 OA 使连接
点 A 向上移动而保持 O 点位置和 OB
绳的位置不变，则在 A 点向上移动的
过程中
()
A．绳 OB 的拉力逐渐增大
图3
B．绳 OB 的拉力逐渐减小
C．绳 OA 的拉力先增大后减小
D．绳 OA 的拉力先减小后增大
解析 在绳 O A 的连接点 A 向上移动 的过程中，结点 O 始终处于平衡状态． 取结点 O 为研究对象，受力情况如右 图所示，图中 F 1、F 2、F 3 分别是绳 O A 、绳 O B 、电线对结点 O 的拉力，F 3′ 是 F 1 和 F 2 的合力，且 F 3′=F 3.在 A 点向上移动的过程 中，F3 的大小和方向都保持不变，F2 的方向保持不 变．由右图可知，当绳 O A 垂直于 O B 时，绳 O A 的拉 力最小，所以绳 O A 的拉力先减小后增大，绳 O B 的拉 力逐渐减小．正确选项为 B、D. 答案 BD
针对练习 1 共点的五个力平衡，则下列说法中不正确的是 (D )
A．其中四个力的合力与第五个力等大反向 B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向 C．五个力合力为零 D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡
解析 五个共点力平衡，则五个力合力为零，选项 A、B、C 正确．撤去其中三个力，剩余两力，有可 能合力仍为零，则 D 项错误．
三、应用图解法处理平衡问题 典例 3 半圆形支架 BAD，两细绳 OA 和 OB 结于圆心
O，下面悬重为 G 的物体，使 OA 绳固定不动，将 OB 绳的 B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直 位置 C 的过程中，分析 OA 绳和 OB 绳所受力的大 小如何变化？
图4
思路点拨 (1)研究对象可以是某个物体，也可以是某 个系统，还可以是某一点． (2)动态平衡的分析方法(略)． 解析 因为绳结点 O 受重物的拉力 FT， 所以才使 O A 绳和 O B 绳受力，因此将 拉力 F T 分解为 F TA、F TB(如图所示)． O A 绳固定，则 F TA 的方向不变，在 O B 向上靠近 OC 的过程中，在 B 1、B 2、B 3 三个位置，两绳受的力分别为 F A1 和 F B1、F A2 和 F B2、 F A3 和 F B3.从图形上看出，F TA 是一直逐渐变小，而 F TB 却是先变小后增大，当 O B 和 O A 垂直时，F TB 最小． 答案 见解析
解析 对物块进行受力分析如右图所示，
除 F 与 Ff 外，它还受竖直向下的重力 G
及竖直向上的支持力 FN，物块匀速运动， 处于平衡状态，合力为零．由于重力 G 和支持力 FN 在竖直方向上，将重力和支 持力等效成一个竖直向下的力，四力平衡转化为三力 平衡，则根据三力平衡的原理，F 与 Ff 的合力必须和 重力与支持力的合力等大反向，所以沿竖直方向向 上．故 B 正确． 答案 B