吉林省长春市高中物理 第四章 牛顿运动定律 第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)学案(无答案)新人教版必修1(通用).doc
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【学习内容概述】 本节课程主要探讨了高中物理中的牛顿运动定律,特别是如何运用这些定律来解决物体在共点力作用下的平衡问题。共点力是指作用在物体同一点上的力,当物体在这些力的作用下保持静止或者匀速直线运动时,我们称物体处于平衡状态。 【共点力平衡条件】 1. 平衡状态:平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。在平衡状态下,物体的加速度为零,即物体不会加速、减速或改变方向。 2. 共点力平衡条件:物体在多个共点力作用下处于平衡,意味着所有力的矢量和(合力)为零,即合力为零。 【预习自测解析】 1. 平衡条件:物体在平衡状态下,受到的所有力的矢量和为零,即合力等于零。 2. 选项分析:A项,“神舟”号飞船匀速降落,符合平衡状态定义;B项,汽车启动或刹车,加速度不为零,非平衡状态;C项,汽车停在斜坡上,静止状态,平衡;D项,竖直上抛物体在最高点瞬间,只受重力,非平衡。答案:AC。 3. 三个力的合力为零,已知F1=8N,F2=4N,根据矢量合成法则,F3的大小可能为F1-F2=4N,F1+F2=12N,所以F3的大小可能为4N到12N之间的任何值。因此,D项2N是不可能的。 4. 解答:由正交分解法,可得绳索的拉力等于物体所受重力沿斜面向上的分力,即F=mg*sin(30°)=10*10*0.5=50N。 【探究案解析】 探究一:平衡状态的物体保持静止或匀速直线运动,多个共点力作用下平衡的条件是各力的矢量和为零。速度等于零不一定表示平衡,例如物体在空中自由下落的最高点速度为零,但并不平衡。若物体受三个力平衡,则任意一个力等于其他两个力的矢量和,可以推广到多个力的平衡,所有力的矢量和依然为零。 探究二:例题1中,可以通过正交分解法求解BO绳的拉力和AO杆所受的压力。针对训练1中,对A、B两球进行受力分析,利用平衡条件可得力F的大小。 探究三:动态平衡问题涉及到当系统参数改变时,如增加C端物体质量或改变绳的位置,如何分析绳的受力变化。例2中,当增加C端质量,最先断的绳可能是OB也可能是OC,取决于各绳的初始张力和角度。针对训练2中,移动A点会改变OA绳的受力,但OB绳的拉力保持恒定,因为O点位置和OB绳的张力未变。 【总结归纳】 1. 图解法在分析动态平衡问题中尤为重要,通过画力的矢量图,可以直观地看出各个力的关系,进而求解未知力的大小和方向。 2. 解决动态平衡问题时,需注意分析物体在不同条件下力的变化,考虑力的分解和合成,并结合实际情况判断系统的稳定性。 【课堂小结】 本节课主要掌握了共点力平衡的条件,学会了如何通过图解法解决平衡问题,并对动态平衡状态下的力的分析有了深入理解。通过实例分析和习题训练,巩固了理论知识,提高了应用能力。在实际问题中,要灵活运用牛顿运动定律,结合具体情境判断物体的平衡状态,并解决相关的力学问题。
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