高一物理第四章《用牛頓運動定律解決問題（二）》學案（新人教版必修1）

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111 海南省海口市第十四中學高中物理必修一 學案 第四章 7 用牛頓運動定律解決問題（二） 學習過程 一．課前預習，自主學習 （一）、共點力的平衡條件 1.平衡狀態(tài) 如果一個物體在力的作用下，保持______或_____________狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。 2.共點力的平衡條件 物體所受到的合力為___。 二、超重和失重 1.超重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)_____物體所受重力的現(xiàn)象。 (2)特點：物體發(fā)生超重現(xiàn)象時，加速度的方向_____。(填“向上”或“向下”) 2.失重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)______物體所受重力的現(xiàn)象。 (2)特點：物體發(fā)生失重現(xiàn)象時，加速度的方向______。(填“向上”或“向下”) (3)完全失重 ①定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)_______的現(xiàn)象。 ②特點：物體豎直向下的加速度的大小等于___________ 三、從運動學、動力學角度看自由落體運動 1.自由落體運動的運動學特征 自由落體運動是物體只在_____作用下從靜止開始下落的運動。 2.自由落體運動的動力學特征 由于物體在做自由落體運動時所受重力是一個恒力，由牛頓第二定律可知，物體下落的加速度_____(選填“恒定”或“改變”)，從這個角度看，自由落體運動是_______直線運動。 【判一判】 (1)放在桌子上的物體靜止不動，處于平衡狀態(tài)。( ) (2)豎直上拋的物體，到達最高點時，速度為零，物體處于平衡狀態(tài)。( ) (3)物體處于超重狀態(tài)時，可能向上運動，也可能向下運動。( ) (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．課堂導學，小組合作探究 主題一：探究共點力的平衡條件 1.處于平衡狀態(tài)的物體有什么特點？物體若受多個共點力保持平衡，應滿足什么條件？ 2.某時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.若一個物體受三個力作用而處于平衡狀態(tài)，則其中一個力與另外兩個力的合力滿足怎樣的關系？這個結論是否可以推廣到多個力的平衡？ 【探究歸納】共點力的平衡條件 1.從運動學角度分析 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.從動力學角度分析 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.用彈簧測力計測物體的重力時，突然向上加速，彈簧測力計的示數(shù)如何變化？嘗試用牛頓第二定律分析。 2.發(fā)生超重時物體的重力變化了嗎？發(fā)生超重時物體可能怎樣運動？ 3.在學習失重時，有的同學認為發(fā)生失重時物體的重力減小了，請思考這種說法對嗎？發(fā)生失重時物體可能的運動情況怎樣？ 【典例2】(2012連云港高一檢測)一個質量為70 kg的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍訒r，電梯以3 m/s2的加速度勻減速下降，試求這時他對電梯地板的壓力。(g=10 m/s2) 三．自主歸納整理本節(jié)學習的知識 四．分層達標訓練 【基礎達標】 1.物體在共點力作用下，下列說法中正確的是( ) A．物體的速度在某一時刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài) B．物體相對另一物體保持靜止時，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，物體一定做勻速直線運動 2.(2012連云港高一檢測)關于超重和失重，下列說法正確的是( ) A.物體處于超重狀態(tài)時，是指物體的重力增大了 B.物體處于失重狀態(tài)時，是指物體的“視重”減小了 C.物體在完全失重的條件下，對支持它的支持面壓力為零 D.物體處于完全失重時，地球對它的引力消失了 3. 如圖所示，輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，在電梯運行的過程中，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量小，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．升降機以8 m/s2的加速度加速上升 B．升降機以2 m/s2的加速度加速下降 C．升降機以2 m/s2的加速度減速上升 D．升降機以8 m/s2的加速度減速下降 5. (2012濟南高一檢測)在軌道上運行的人造地球衛(wèi)星中,下列哪些儀器能夠使用( ) A.天平 B.彈簧測力計 C.水銀溫度計 D.水銀氣壓計 6. 在升降電梯內的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數(shù)為50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內曉敏同學發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖所示，在這段時間內下列說法中正確的是( ) A．曉敏同學所受的重力變小了 B．曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運動 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，一個質量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，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?新課標全國卷）如圖,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為N1,球對木板的壓力大小為N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉到水平位置。不計摩擦,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目，可以鍛煉人的膽量和意志。運動員從高處跳下，彈性繩被拉展前做自由落體運動，彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下，運動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.彈性繩拉展前運動員處于失重狀態(tài)，彈性繩拉展后運動員處于超重狀態(tài) B.彈性繩拉展后運動員先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài) C.彈性繩拉展后運動員先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài) D.運動員一直處于失重狀態(tài) 10.在距離地面高度h=20 m處將一個小球以v0=10 m/s的速度豎直向上拋出，求t=3 s時小球的速度和位移。 11.在升降機中測人的體重，已知人的質量為40 kg。 (1)若升降機以2.5 m/s2的加速度勻加速下降，臺秤的示數(shù)是多少？ (2)若升降機自由下落，臺秤的示數(shù)又是多少？ 111