第四章牛顿运动定律4.7用牛顿运动定律解决问题（二）课件：34张PPT

课件34张PPT。7　用牛顿运动定律解决问题(二)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.进一步掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。一二三一、共点力的平衡条件 1.共点力:一个物体受到几个力的作用,如果这几个力作用于一点,或作用力的延长线相交于一点,这样的几个力叫作共点力。 2.平衡状态:如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。一二三 物体保持静止与物体在某一时刻的速度为零是一回事吗?都是处于平衡状态吗? 提示:不是。速度为零和静止的外在形式一样,但其受力本质不一定一样。静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度也为零,物体处于平衡状态;而物体的瞬时速度为零时,物体不一定处于平衡状态。例如,将物体竖直上抛,物体到达最高点时瞬时速度为零,但加速度不为零,物体不处于平衡状态,故静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于平衡状态,两者不可混淆。一二三二、超重和失重 一二三俄罗斯国际空间站温室内的一滴水珠如图所示,它内部的气泡处于正中央,外表面是圆形的,静静地停留在植物的叶子上,为什么这种情况只能出现在太空中? 提示:地面上的水珠由于重力作用而呈“椭球形”,在太空舱完全失重的环境中,水珠不受重力的影响而呈球形,同时水珠内的气泡不受浮力,只受压力作用而处于正中央。一二三三、从动力学看自由落体运动 1.受力情况:运动过程中只受重力作用,且重力恒定不变,所以物体的加速度恒定。 2.运动情况:初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动。 3.在竖直上抛物体上升和下落的全过程中,物体的加速度大小不变,方向始终竖直向下,做匀变速直线运动。一二三四一、如何理解共点力作用下的平衡条件 1.共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合力为零,即F合=0。 2.几个推论: (1)二力平衡:当物体受两个力作用而平衡时,这两个力必定大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,其合力为零。 (2)三力汇交原理:物体在三个力同时作用下处于平衡状态,则这三个力必定共面且作用线相交于一点。其中,任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反,作用在一条直线上。一二三四(3)多个力的平衡:物体在n个力同时作用下处于平衡状态时,n个力必定共点,合力为零,称为n个共点力的平衡,其中任意n-1个力的合力必定与第n个力等值反向,作用在同一直线上,是平衡力。 (4)均衡性原理:物体在几个力作用下处于平衡状态,这些力在任意方向上所有分力的合力必为零。 (5)闭合性原理:物体在三个共点力作用下处于平衡状态,表示这三个力的有向线段必构成一个封闭的三角形。 (6)如果物体只是在某一方向上处于平衡状态,则该方向上合力为零,因此可以在该方向上应用平衡条件列方程求解。一二三四二、应用平衡条件解决问题的一般思路和步骤 共点力作用下物体的平衡条件的应用所涉及的问题都是“力”,对物体进行受力分析,对力进行处理,然后结合平衡方程求解。因此解决平衡问题的基本思路如下: 根据问题的要求和计算方便,恰当地选择研究对象 ↓ 对研究对象进行受力分析,画出受力分析图 ↓ 通过“平衡条件”,找出各个力之间的关系,将已知量和未知量联系起来 ↓ 求解,必要时对解进行讨论一二三四三、应用平衡条件解决问题的常用方法 1.对于平衡问题,一般来说,可从平衡的观点(根据平衡条件建立方程)求解———平衡法。(优先推荐) 2.从力的分解的观点(将某个力按其效果分解)求解———分解法。 3.数学方法:若物体受到三个共点力的作用,可用力的合成或力的分解将三个力转化在一个三角形(通常称作“力三角形”)中,然后利用这个三角形 ... ...