牛顿第一定律 惯性定律 , 惯性 反映物体在不受力时的运动规律牛顿第二定律 F=ma 反映了力和运动的关系 牛顿第三定律 F= － F’ ( 作用力和反作用力定律 )

反映了物体之间的相互作用规律

牛顿运动定

律

导 入 新 课复习

（ 1 ）从受力确定运动情况物体运物体运动情况动情况

运动学运动学公 式公 式

加速度加速度 aa

牛顿第牛顿第二定律二定律

物体受物体受力情况力情况

（ 2 ）从运动情况确定受力物体运物体运动情况动情况

运动学运动学公 式公 式

加速度加速度 aa

牛顿第牛顿第二定律二定律

物体受物体受力情况力情况

第四章 牛顿运动定律

（ 1 ）知识与技能知道什么是超重和失重现象。理解产生超重和失重现象的条件。理解超重和失重现象的实质。培养学生应用牛顿第二定律分析、解决实际问题的能力。了解超重和失重现象在生活中的应用。

教学目标

（ 2 ）过程与方法 通过对超重与失重现象的观察 ,进一步提高观察能力。 通过对超重与失重现象的分析 ,掌握对该实验现象进行分析和归纳的方法。

（ 3 ）情感态度与价值观 通过对生活现象的分析 ,体会“生活处处 皆学问” ,感受生活的美好。 通过对宇航员飞天过程的了解 ,体会他们 坚强的毅志力。

教学重点对超重与失重现象的受力情况与运动形式的认识。教学难点如何在生活中利用或避免生活中超重与失重现象。

教学重难点

11 、共点力的平衡条件、共点力的平衡条件22 、超重和失重、超重和失重33 、从动力学看自由落体运、从动力学看自由落体运动动

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11 、共点力的平衡条、共点力的平衡条件件

共点力：物体所受各力的作用点在物体上的同一点或力的作用线相交于一点的几个力叫做共点力。

C

AB

OOF1

F2F3

G

F1

F2

θ

能简化成质点的物体受到的各个力可视为共点力

平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。 共点力的平衡条件：由牛顿第一定律和牛顿第二定律知：物体不受力或合力为零时将保持静止状态或匀速直线运动状态——平衡状态。共点力下平衡的条件是合力等于零即 :F 合 =0 。

物体平衡的两种模型：FN

G

F

FN

G

f

二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反在同一条直线上。

（ 1 ）合成法 很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。 平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法。 G

F1

F2

F

研究物体平衡的基本思路和基本方法有两种：

（ 2 ）分解法 物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法 )，从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。 当物体受三个以上共点力平衡时，一般采用分解法。 G

F1

F2F1x

F1y

1. 如图所示，三角形支架 O 点下方挂一重物G=50N ，已知 θ=300 ，求轻杆 OA,OB 所受弹力。

O

G

θB

A

NSinGFA 100

NGFB 350tan

解：力的分解法

例题

用正交分解法得平衡方程 :FB-FACosθ=0FASinθ-G=0解得 :

NSinGFA 100

NGFB 350tan

O

G

θB

A

FA

2. 如图所示 , 在倾角为 θ 的斜面上 , 放一重力为 G 的光滑小球 , 球被竖直挡板挡住不下滑 , 求：斜面和挡板对球的弹力大小。

G

F1

F2

F

θ

解：力的合成法：对球受力分析： F=GF1=F/cosθ=G/cosθF2=Ftanθ =Gtanθ

力的分解法：对球受力分析：F1x=F1sinθ

F1y=F1cosθ=G

F1=G/cosθ

F2=F1x=F1sinθ

=Gsinθ/cosθ=Gtanθ

G

F2F1x

F1y

解：对物体受力分析 ,对绳子 O点受力分析 F=F1’=F1=G F2=F/cos 600 =2GF3=Ftan 600

3. 重力为 G 的物体用如图所示的 OA 、 OB 、OC 三根细绳悬挂处于静止状态 , 已知细绳 OA 处于水平 , OB 与竖直方向成 60° 角 , 求细绳 OA 、 OB 和 OC 张力的大小。

G3C

G

600

AB

O

F1

OF1’F2

F3

F

G

C

600

AB

O

F1

OF1’

F3

F2

F2x

F2y

4. 重力为 G 的物体用如图所示的 OA 、 OB 、 OC 三根细绳悬挂处于静止状态 , 已知细绳 OA 处于水平 ,OB 与竖直方向成 60° 角 , 求细绳 OA 、 OB 和 OC 张力的大小。

解：分解法：物体受力分析： F1=G 对绳子 O点受力分析 F2x=F2sin 600 F2y=F2cos 600 22

3 F2

2F

合成法：物体受力分析： F2y =F1’=G F3 = F2xGF 22

GF 323

2

22F

C

G

600AB

O

F1

OF1’

F3 F2x

F2y

22 、超重和失重、超重和失重

生活中常说的“超重”、“失重” 这个小伙子 15岁，身高 1.5 米，质量是100 公斤，他“超重”了

这辆汽车规定载重 5吨，现在实际拉 10吨，它“超重”了。

神州五号加速升空阶段 ,杨利伟要接受超重的考验 ,到了太空要吃失重之苦。

“失重超重”都直接涉及到离我们遥远而神秘的航天业中，是否失重超重在我们日常生活中难以看到？

（ 1 ）如图，人的质量为 m ，当电梯以加速度 a加速上升时，人对地板的压力 N’ 是多大？

v a

G

N/

N例题

解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力 G和地板的支持力Ｎ由牛顿第二定律得 N － mg = m a故： N = mg + m a ，人受到的支持力 N大于人受到的重力 G。由牛顿第三定律得：压力 N’大于重力 G。

1. 超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。

知识要点

如图，人的质量为 m ，当电梯以加速度 a 加速下降时，人对地板的压力 N’ 是多大？

v a

G

N’

N

例题

解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力 G 和地板的支持力Ｎ由牛顿第二定律得 mg － N = m a故： N = mg - m a ，人受到的支持力N 小于人受到的重力 G ，由牛顿第三定律得：压力 N’ 小于重力 G 。

2. 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。

知识要点

3. 完全失重：当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。 4. 视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 （ 1 ）视重大于重力 超重 （ 2 ）视重小于重力 失重 （ 3 ）视重等于重力 静止或匀速状态 （ 4 ）视重等于零 完全失重

丁

丙

乙

甲mv a

mv a

mv a

mav

N<G 失重

N>G 超重

N<G 失重

N>G 超重

G

N

G

N

GN

G

N

向上减速运动向上加速运动

向下加速运动

向下减速运动

物体失重和超重的情况：总结

a 方向向上——超重

加速上升 减速下降a 方向向下—— 失重

加速下降 减速上升

课堂练习 1. 在以 4m/s2 的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体 (g 取 10m/s2) ，则（ ）A ．天平的示数为 10kg

B ．天平的示数为 14kg C ．弹簧秤的示数为 1

00N D ．弹簧秤的示数为 1

40N

2. 如图所示，在一升降机中，物体A 置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体 A 恰好静止不动，若升降机以加速度 g 竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是（ ）

A. 物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力不变。B. 因物体处于失重状态，物体不受任何力的作用。C. 因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其他力不变。D. 物体处于失重状态，除了受到的重力不变外，不受其他的力的作用

3. 金属小筒的下部有一个小孔 A, 当筒内盛水时，水会从小孔中流出 , 如果让装满水的小筒从高处自由下落 , 不计空气阻力 , 则在小筒自由下落的过程中（ ）

A. 水继续以相同的速度从小孔中喷出 B. 水不再从小孔中喷出 C. 水将以较小的速度从小孔中喷出 D. 水将以更大的速度从小孔中喷出

33 、从动力学看落体运动、从动力学看落体运动

（ 1）自由落体运动定义 : 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 （ 2）自由落体加速度 : F 合 =G=mg

gmmg

mF

a 合

方向竖直向下 G

v0=0

自由落体运动

做自由落体运动的两个条件： 第一，物体是由静止开始下落的，即运动的初速度为 0。 第二，运动过程中只受重力的作用。

G

v0=0

（ 1）竖直上抛运动定义：物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。 （ 2）竖直上抛运动加速度 F 合 =G=mg g

mmg

mF

a 合

方向竖直向下G

V0

竖直上抛运动

（ 3）竖直上抛运动研究方法：以向上方向为正方向，竖直上抛运动是一个加速度为－ g的匀减速直线运动。 （ 4）竖直上抛运动规律公式

gtvvt 0

20 2

1 gttvx G

v0

1. 以 10m/s 的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气的阻力可以忽略，分别计算 0.6s 、 1.6s 后物体的位置（ g 取 10m/s2 ）。 解：根据匀变速直线运动位移与时间的关系： 初速度的方向与加速度的方向相反所以求得抛出 0.6s后物体位于地面以上 4.2m 的位置， 1.6s后位于地面以上 3.2m 的位置。

20 2

1 gttvx

2. 从塔上以 20m/s 的初速度竖直向上抛一个石子，不考虑空气阻力，求 5s 末石子速度和5s 内石子位移。 (g=10m/s2) 。 解：以向上方向为正方向。

gtvvt 0

smsmsm /30/510/20 2

0 21 gttvx

mmm 2551021520 2

v0x 正

x

vt

1. 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于重力的现象叫超重。 实质：重力不变而对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）变大。 2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于重力的现象叫失重。 实质：重力不变而对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）变小。

课堂小结

牛顿第一定律 牛顿第二定律 a=F/m 或 F = ma

牛顿第三定律　 F=－ F＇

牛顿运动定律

指出了物体具有惯性。揭示了运动和力的关系： 力是改变物体运动状态的原因

定量地描述运动和力的关系——大小关系、方向关系和瞬时关系，指出： 力是产生加速度的原因

揭示力作用的相互性和对等性。指出： 力是物体间的相互作用

3.完全失重：当向下的加速度 a=g 时。 4.注意：不管是超重失重还是完全失重，重力始终没有发生变化。 5. 产生超重、失重现象的条件 : 物体具有向上的加速度时，超重。物体具有向下的加速度时，失重。 6. 超重、失重的实质 : 物体处于超重与失重状态时，其重力并没改变，只是它对支持物的压力（或悬挂物的拉力）变大或变小。

1.（ 08,宁夏）一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为 N ，细绳对小球的拉力为 T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（　　）

高考链接

A．若小车向左运动， N 可能为零 　 B．若小车向左运动， T 可能为零 　　 C．若小车向右运动， N 不可能为零 　　 D．若小车向右运动， T 不可能为零 

2. 如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（　　）

A．向右做加速运动 　　 B．向右做减速运动 　　 C．向左做加速运动 　　 D．向左做减速运动

1. 升降机里静置一弹簧测力计 , 挂一质量 m=10kg 的物体 , 当升降机以 a=2.0m/s2

的加速度竖直上升时 , 弹簧测力计的读数为_______N, 当升降机以 a=2.0m/s2 的加速度减速上升时 , 弹簧测力计的读数为 _______N 。 (g 取 10m/s2)

课堂练习

120

80

2. 一段轻绳所承受的最大拉力为 36N,

如果这一轻绳下端系一质量为 2kg 的物体 ,

并使其匀加速竖直上升 , 则物体在 4s 内速度的改变量不能超过 _______.(g=10m/s2) 32

m=2kg

Fmax=36N v=?

3.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为（ ）A g B

C 0 D

． ．

． ．

( )

( )

M m gm

M m gm

4. 在以 4m/s2 的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量 10kg 的物体 (g 取 10m/s2) ，则（ ）

A. 天平的示数为 10kg B. 天平的示数为 14kg C. 弹簧秤的示数为 100N D. 弹簧秤的示数为 140N

1.提示 : 选足球为研究对象 ,因为足球是静止的 ,即处于平衡状态 , 所以足球所受到的三个共点力的合力为 0 。 2. 解答 : 其余四个合力与 F1 大小相等、方向相反。 3. 解答 : 当瓶子自由下落时 , 水不会从小孔喷出 ,因为在下落过程中 ,瓶中的水所受合力为零 ,即处于完全失重的状态 , 故水不会流出。

问题与练习

4. 提示 : 当地仓离地面 50m 的位置时 , 升降机是自由落体运动状态 ,任何手中的铅球都处于失重状态 ,即球对手无作用力。当地仓离地面 15m 时 ,坐舱做匀减速运动 , 大小为 a=16.8m/s2 方向向上 , 所以手对铅球的作用力是 F=135N 。