1、第4章第7节用牛顿定律解决问题（二）【知识与技能】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.【过程与方法】1、通过运用牛顿定律解决平衡问题和超重、失重问题，培养学生运用数学知识解决物理问题的思维意识.2、通过体验电梯内的超、失重现象和观察分析体重计上的下蹲过程中的现象，体会物理学的研究方法.【情感态度与价值观】1、通过搜集航天器中的超、失重现象，了解我国航天科技的成就，培养学生的民族自豪感和提高对科学知识的兴趣.【教学过程】重难点一、共点力作用下物体的平衡条件一、对共点力作用下物体平衡的理解1对静
2、止状态的理解：静止与速度v0不是一回事。物体保持静止状态，说明v0，a0，两者同时成立。若仅是v0，a0，如自由下落开始时刻的物体，并非处于平衡状态。2平衡状态与运动状态的关系：平衡状态是运动状态的一种，平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。3共点力平衡的条件：物体所受的合外力为零。数学表达式有两种：(1)F合0；(2)Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力。4共点力平衡的几种常见类型(1)物体受两个力平衡时，这两个力等大反向，是一对平衡力。(2)物体受三个力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向。(3)物体受三个以上的力平衡时，其中任意一个力与另外
3、几个力的合力等大反向。5动态平衡问题(1)动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态。(2)处理动态平衡问题常用的方法解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定应变量的变化(也叫代数法)图解法：就是对研究对象进行受力分析，根据力的平行四边形定则画出不同状态时的力的矢量图(画在同一个图中)，然后依据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况。6处理共点力平衡问题的一般方法处理共点力的平衡问题正确的受力分析是关键。当物体受三个力(不平行)而平衡时，这三个力一
4、定是共点力，常用以下两种方法处理问题：(1)三角形法根据平衡条件，任两个力的合力与第三个力等大反向，把三个力放于同一个三角形中，三条边对应三个力，再利用几何知识求解。三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，这种方法一般用来讨论动态平衡问题较为方便。(2)正交分解法利用三角形法解题时得到的三角形一般为直角三角形才能解出结果。若三个力不能构成直角三角形，或物体受力较多，一般采用正交分解法求解，物体处于平衡状态时，平衡条件为【典型例题】（多选）如图，用与竖直方向成角（45）的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力大小为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过角，绳b的
5、拉力大小为F2，再逆时针转过角固定，绳b的拉力大小为F3，则AF1=F3F2 BF1F2F3C绳a的拉力先减小后增大 D绳a的拉力一直减小【答案】AD重难点二、超重和失重在太空中，宇航员可以飘浮在宇宙飞船中是由于宇航员处于完全失重状态，如果说宇航员在太空中不受重力作用了，对吗？说明理由【提示】不对完全失重时，物体所受重力全部用来产生加速度，不再使物体对支持面或悬挂绳产生压力或拉力，但重力没有变化，是其作用效果变了1视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或秤所受压力2超重、失重的分析特征状态加速度视重(F)与重力关系运动情况平
6、衡a0Fmg静止或匀速直线运动超重向上Fm(ga)mg向上加速，向下减速失重向下Fm(ga)mg向下加速，向上减速完全失重agF0抛体，正常运行的卫星3超重、失重与平衡状态的比较失重向下Fm(ga)mg(1)物体超重与运动状态的关系：(2)物体失重与运动状态的关系：4.超重和失重的本质(1)超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是“视重”的改变，改变量为ma，a为物体竖直方向的加速度(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也可以是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体就处于超重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下同理，物体处于
7、失重状态时，物体的加速度向下，物体既可以做向下的加速运动，也可以做向上的减速运动(3)无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化特别提醒(1)若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态(2)当物体处于完全失重状态时，由重力引起的一切现象都会消失，如物体对桌面无压力，单摆不再摆动，浸在液体中的物体不受浮力【典型例题】某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，在人下落到最低点的过程中，下列说法正确的是A当弹性绳达到原长后，人处于超重状态B当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大C当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大D当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态【答案】B