高三物理2008年南通地区第一轮复习讲学稿（必修1全套）

高三物理2008年南通地区第一轮复习讲学稿（必修1全套） 新教材 新思路 新探索 第一章 直线运动 1．机械运动，参考系，质点 ? 2．位移和路程 ? 3．匀速直线运动，速度，速率，位移公式s=t ，s-t图，-t图 ? vv 4．变速直线运动，平均速度 ? 5．瞬时速度（简称速度 ） ? 12226．匀变速直线运动。加速度公式=+at，s=t+at，-=2as. -t图。 ? vvvvvv0002 按照考纲的要求，本章 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 可以分成三部分，即：基本概念、匀速直线运动；匀变速直线运动；运动图 象。其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。难点是对基本概念的理解和对研究方法的把握。 ?1 基本概念 匀速直线运动 1．理解质点、位移、路程、时间、时刻、速度、加速度的概念； 2．掌握匀速直线运动的基本规律 3．掌握匀速直线运动的位移时间图像，并能够运用图像解决有关的问题 对基本概念的理解 对速度、加速度的理解 讲练结合，计算机辅助教学 参直1．质点：用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型，物体简化为质v,v，att0考线点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。 系运2．时刻： 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。 , 、动 时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。 12s,vt，at0质3．位置：表示空间坐标的点； 2点 位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。 22v,v,2as、0t 路程：物体运动轨迹之长，是标量。 时注意：位移与路程的区别． ,间4．速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。 和，vv0tv 平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t（方向为位移的方向） ,st时2 瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。 t刻 速率：瞬时速度的大小即为速率； 、，平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。 位s注意：平均速度的大小与平均速率的区别． 移-【例1】物体M从A运动到B，前半程平均速度为v，后半程平均速度为v，那么全程的平均速度是：12和t - 1 - 路图程 ，速（度a 新教材 新思路 新探索 （ ） 222vvv，v1212A．（v+v）/2 B． C． D． v,v1212v，vv，v1212 ss2vv12v,,,解析：本题考查平均速度的概念。全程的平均速度，故正确答案为sstv，v12，2v2v12D 5．：描述物体速度变化快慢的物理量，a=?v/?t （又叫速度的变化率），是矢量。a的方向只与?v的方向相同（即与合外力方向相同）。 点评1： （1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加 速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）； （2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度 很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。 点评2：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增 大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。 （1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来 越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。 （2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来 越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。 【例2】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为 解析：本题考查速度、加速度的矢量性。经过1s后的速度的大小为10m/s，包括两种可能的情况，一是速度方向和初速度方向仍相同，二是速度方向和初速度方向已经相反。取初速度方向为正方向，则1s后的速度为v=10m/s 或v=－10m/s tt v,v,10,4v,v10,4t0t0由加速度的定义可得m/s或m/s。 a,,,,14a,,,6t1t1 答案：6m/s或14m/s 点评：对于一条直线上的矢量运算，要注意选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。 6、：只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。一般以地面上不 动的物体为参照物。 【例3】甲向南走100米的同时，乙从同一地点出发向东也行走100米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？ 解析：如图所示，以乙的矢量末端为起点，向甲的矢量末端作一条有向线 1002段，即为甲相对乙的位移，由图可知，甲相对乙的位移大小为m，方 - 2 - 新教材 新思路 新探索 向，南偏西45?。 点评：通过该例可以看出，要准确描述物体的运动，就必须选择参考系，参考系选择不同，物体的运动 情况就不同。参考系的选取要以解题方便为原则。在具体题目中，要依据具体情况灵活选取。下面再举一例。 【例4】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此 人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大？ 解析：选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到船“追上”小木块，船 往返运动的时间相等，各为1 小时；小桥相对水向上游运动，到船“追上”小木块，小桥向上游运动了位 移5400m，时间为2小时。易得水的速度为0.75m/s。 s二、：，即在任意相等的时间内物体的位移相等．它是速度为恒矢量的运动，加v,t 速度为零的直线运动． 匀速直线运动的s - t图像为一直线：图线的斜率在数值上等于物体的速度。 ?2 匀变速直线运动 1．掌握匀变速直线运动的基本规律和一些重要推论； 2．熟练应用匀变速直线运动的基本规律和重要推论解决实际问题； 3．掌握运动 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的基本方法和基本技能 匀变速直线运动的基本规律 匀变速直线运动规律的综合运用 讲练结合，计算机辅助教学 1．常用公式有以下四个 ，vv120t22,st v,v，atv,v,2ass,vt，at00t0t22 点评： （1）以上四个公式中共有五个物理量：s、t、a、v、v，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意0t 选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量，当已知 某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那 么另外的两个物理量也一定对应相等。 （2）以上五个物理量中，除时间t外，s、v、v、a均为矢量。一般以v的方向为正方向，以t=0时刻0t0 - 3 - 新教材 新思路 新探索 和a的正负就都有了确定的物理意义。 的位移为零，这时s、vt 2．匀变速直线运动中几个常用的结论 22?Δs=aT ，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到s-s=(m-n)aT mn ，vvs0t,,v?，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。 t/22t 22v，v0t ，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。 v,s/22 v,v可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有。 t/2s/2 ，vvs0t,,v点评：运用匀变速直线运动的平均速度公式解题，往往会使求解过程变得非常简t/22t 捷，因此，要对该公式给与高度的关注。 3．初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动 做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为： v122s,tv,gtv,2as ， ， ， s,at22 以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。 4．初速为零的匀变速直线运动 ?前1秒、前2秒、前3秒„„内的位移之比为1?4?9?„„ ?第1秒、第2秒、第3秒„„内的位移之比为1?3?5?„„ ?前1米、前2米、前3米„„所用的时间之比为1???„„ 23?第1米、第2米、第3米„„所用的时间之比为1??（）?„„ 3,2，，2,1对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。 5．一种典型的运动 经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。用 右图描述该过程，可以得出以下结论： v11Bv,v,v,s,,t,,s,t? ? 12as、t as、t 、、111222aa2 A B C 6．： 解题步骤： （1）根据题意，确定研究对象。 - 4 - 新教材 新思路 新探索 （2）明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。 （3）分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。 （4）确定正方向，列方程求解。 （5）对结果进行讨论、验算。 解题方法： （1）公式解析法：假设未知数，建立方程组。本章公式多，且相互联系，一题常有多种解法。要熟记 每个公式的特点及相关物理量。 （2）图象法：如用v—t图可以求出某段时间的位移大小、可以比较v与v，以及追及问题。用s—t/2S/2t图可求出任意时间内的平均速度。 （3）比例法：用已知的讨论，用比例的性质求解。 （4）极值法：用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。 （5）逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。 ?3 运动图象 追赶问题 1．理解运动图象的物理意义；能够运用运动图象解决简单的运动学问题 2．掌握追及问题的分析方法，知道“追及”过程中的临界条件 3．掌握运动过程分析的基本方法和基本技能 物体运动过程分析 “追及”过程中的临界分析 讲练结合，计算机辅助教学 s v 用图像研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要方法，运 动图象问题主要有：s-t、v-t、a-t等图像。 1.s-t图象。能读出s、t、v 的信息（斜率表示速度）。 o t o t 2.v-t图象。能读出s、t、v、a的信息（斜率表示加速度，曲线 下的面积表示位移）。可见v-t图象提供的信息最多，应用也最广。 - 5 - 新教材 新思路 新探索 位移图象（s-t） 速度图象（v-t） 加速度图象（a-t） 匀速直线运动 匀加速直线运动 抛物线（不要求） （a>0，s有最小值） 匀减速直线运动 抛物线（不要求） （a<0，s有最大值） ?斜率表示加速度 位移图线的斜率表示速?图线与横轴所围面积备注 度 表示位移，横轴上方“面 积”为正，下方为负 v 【例1】 一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面v q 是曲面AC。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB p 和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间 t o A．p小球先到 p t tq p A q B．q小球先到 a’ a C．两小球同时到 B C l 2 v2 D．无法确定 l1 解：可以利用v-t图象(这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s)定性地进 l1 行比较。在同一个v-t图象中做出p、q的速率图线，显然开始时q的加速度较大，v1 斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使l2 v 路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显然q用的时间较少。 /【例2】 两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a和a同时从管口由静止滑下， 问谁先从下端的出口掉出？(假设通过拐角处时无机械能损失) v v解析：首先由机械能守恒可以确定拐角处v> v，而两小球到达出口时的12 m - 6 - tot t1 2 新教材 新思路 新探索 速率v相等。又由题薏可知两球经历的总路程s相等。由牛顿第二定律，小球的加速度大小a=gsinα，小球 //a第一阶段的加速度跟小球a第二阶段的加速度大小相同（设为a）；小球a第二阶段的加速度跟小球a第1 一阶段的加速度大小相同（设为a），根据图中管的倾斜程度，显然有a> a。根据这些物理量大小的分析，212在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。开始时 a球曲线的斜率大。由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为t）则必然有s>s，显然112 /不合理。考虑到两球末速度大小相等（图中v），球a的速度图象只能如蓝线所示。因此有t< t，即a球 m12先到。 点评：1、应用物理图象的优越性 （1）利用图象解题可以使解题过程简化，思路更清晰，比解析法更巧妙、更灵活。在有些情况下运用 解析法可能无能为力，用图象法可能使你豁然开朗。 （2）利用图象描述物理过程更直观 从物理图象可以更直观地观察出物理过程的动态特征。当然不是所有物理过程都可以用物理图象进行描 述。 （3）利用图象分析物理实验 运用图象处理物理实验数据是物理实验中常用的一种方法，这是因为它除了具有简明、直观、便于比较 和减少偶然误差的特点外，还可以有图象求第三个相关物理量、运用图想求出的相关物理量误差也比较小。 2、要正确理解图象的意义 （1）首先明确所给的图象是什么图象。即认清图象中横纵轴所代表的物理量及它们的函数关系。特别 是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分。 （2）要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。 ?点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对 应一个特殊状态。 ?线：表示研究对象的变化过程和规律，如v－t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线 运动。 ?斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应。用于求解定量计算对应 物理量的大小和定性分析变化的快慢问题。如s－t图象的斜率表示速度大小，v－t图象的斜率表示加速度大小。 ?面积；图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应。如v－t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小。 ?截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的物理量的大小。由此往往能得到一个很有意义的 物理量。 【例3】一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB=BC。物体在AB段加速度为a，在BC1 - 7 - 新教材 新思路 新探索 v，vACv,，且物体在B点的速度为，则 段加速度为a2B2 A．a> aB．a= aC．a< aD．不能确定 12 12 12 解析：依题意作出物体的v-t图象，如图所示。图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识知 图线?、?不满足AB=BC。只能是?这种情况。因为斜率表示加速 度，所以a 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 演示） 1 重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 ……（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏 观物体间只存在前两种相互作用。） 2 压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 …… 3 场力（非接触力）、接触力。 由于地球的吸引而使物体受到的力。 （1）方向；总是竖直向下 （2）大小：G＝mg 注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于 - 10 - 新教材 新思路 新探索 万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。 （3）重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。 质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定。 1．弹力的产生条件 弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。 2．弹力的方向 （1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 （2）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。 （3）杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端 对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。 【例1】 如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。 F2 O B F1 P 解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F应该垂直于球面，所1A 以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。 2 点评：注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于F、F、G为共点力，12重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。 F1 【例2】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受A 的弹力。 F2 解析：A端所受绳的拉力F沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B端所受的1 B 弹力F垂直于水平面竖直向上。 2 点评：由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。 F 杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端A B 一定还受到向右的摩擦力f作用。 【例3】 图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G，处于水平位置。 BC为支持横梁的轻杆，A、 B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力的方向。 解析：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作C 用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方。 【例4】画出图中物体A所受的力（P为重心，接触面均光滑） 解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳 或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所 示。 - 11 - 新教材 新思路 新探索 3．弹力的大小 对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体， 弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。 （1）胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧 形变量的改变量成正比。 （2）“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量Δx较小） （3）几种典型物体模型的弹力特点如下表。 项目 轻绳 轻杆 弹簧 形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短 只能受拉力或施 能受拉或受压可施出拉 施力与受力情况 同杆 出拉力 力或压力 力的方向 始终沿绳 不一定沿杆 沿弹簧轴向 力的变化 可发生突变 同绳 只能发生渐变 【例5】如图所示，两物体重力分别为G、G，两弹簧劲度系数分别为k、k，弹簧两端与物体和地1212 面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G，最后平衡时拉力F=G+2G，求该过程系统重力势能的增量。 212 //解析：关键是搞清两个物体高度的增量Δh和Δh跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx、Δx、Δx、Δx121212间的关系。 无拉力F时 Δx=(G+G)/k，Δx= G/k，（Δx、Δx为压缩量） 112122212 ////加拉力F时 Δx=G/k，Δx= (G+G) /k，（Δx、Δx为伸长量） 121212212F ///而Δh=Δx+Δx，Δh=(Δx+Δx)+(Δx+Δx) 11121212 G系统重力势能的增量ΔE= G,Δh+G,Δh 2 p1122/ Δx2k2 GGG,,G，2 122整理后可得： ,,，，EG2G,,，，PGΔx12,,2 k1 2 kk,,12/ G1 Δx1k1 - 12 - Δxk1 1 新教材 新思路 新探索 1．摩擦力产生条件 摩擦力的产生条件为：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四 个条件缺一不可。 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力） 2．滑动摩擦力大小 （1）在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。 （2）只有滑动摩擦力才能用公式F=μF，其中的F表示正压力，不一定等于重力G。 NN 【例6】如图所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小。 G α 解析：由竖直方向合力为零可得F=Fsinα-G，因此有：f =μ(Fsinα-G) N 3．静摩擦力大小 F2 F ?必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF计算，只有当静摩擦力Nα F f达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既F=μF FmN1 ?静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值FN 范围是 G 0＜F?F f m 【例7】 如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力F=5N，水平面光滑。拉力F至少m多大，A、B才会相对滑动？ 解析：A、B间刚好发生相对滑动时，A、B间的相对运动状态处于一个临界状态，既A F 可以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N，也可以认B 为还没有发生相对滑动，因此A、B的加速度仍然相等。分别以A和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N 点评：研究物理问题经常会遇到临界状态。物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状态下的所有 性质。 4．摩擦力方向 ?摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。 ?摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同 （作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心 力）。在特殊情况下，可能成任意角度。 【例8】 小车向右做初速为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑。试分析下滑过程中物体所 受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。 解析：物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物a v相对 体相对于地面的速度方向不断改变（竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐 渐增大），所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90?和180?间的任意值。 点评：由上面的分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。就 是说：弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共同决 定的。 - 13 - 新教材 新思路 新探索 1．明确研究对象 在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复 杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的 物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。 2．按顺序找力 先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触 面之间才可能有摩擦力）。 3．只画性质力，不画效果力 画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现 重复。 4．需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形） 在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就 不能再分析合力，千万不可重复。 C 【例9】 如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平面上。木块B、CB 的质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B的上表面A 保持水平，A、B间的动摩擦因数为μ。?当B、C共同匀速下滑；?当B、θ C共同加速下滑时，分别求B、C所受的各力。 解析：?先分析C受的力。这时以C为研究对象，重力G=mg，B对C的弹力竖直向上，大小N= mg，11由于C在水平方向没有加速度，所以B、C间无摩擦力，即f=0。 1 再分析B受的力，在分析 B与A间的弹力N和摩擦力f时，以BC 22N2 整体为对象较好，A对该整体的弹力和摩擦力就是A对B的弹力N和摩 2θ f2 擦力f，得到B受4个力作用：重力G=Mg，C对B的压力竖直向下， 22 大小N= mg，A对B的弹力N=(M+m)gcosθ，A对B的摩擦力 12G+G12 f=(M+m)gsinθ 2 N2 由于B、C 共同加速下滑，加速度相同，所以先以B、C整体为对象求 fA对B的弹力N、摩擦力f，并求出a ；再以C为对象求B、C间的弹力、2 22a 摩擦力。 v θ 这里，f是滑动摩擦力N=(M+m)gcosθ， f=μN=μ(M+m)gcosθ 2222 G沿斜面方向用牛顿第二定律：(M+m)gsinθ-μ(M+m)gcosθ=(M+m)a +G12 可得a=g(sinθ-μcosθ)。B、C间的弹力N、摩擦力f则应以C为对象求11 得。 由于C所受合力沿斜面向下，而所受的3个力的方向都在水平或竖直方向。这种情况下，比较简便的 方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系，分解加速度a。 分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律： N1 v f=macosθ，mg-N= masinθ， 11 f1 θ a 可得：f=mg(sinθ-μcosθ) cosθ N= mg(cosθ+μsinθ)cosθ 11G 1 - 14 - 新教材 新思路 新探索 点评：由本题可以知道：?灵活地选取研究对象可以使问题简化；?灵活选定坐标系的方向也可以使计 算简化；?在物体的受力图的旁边标出物体的速度、加速度的方向，有助于确定摩擦力方向，也有助于用牛 顿第二定律建立方程时保证使合力方向和加速度方向相同。 【例10】 小球质量为m，电荷为+q，以初速度v向右沿水平绝缘杆滑动， 匀强磁场方向如图所示，球与杆间的动摩擦因数为μ。试描述小球在杆上的运动+ 情况。 解析：先分析小球的受力情况，再由受力情况确定其运动情况。 小球刚沿杆滑动时，所受场力为：重力mg方向向下，洛伦兹力F=qvB方向向上；再分析接触力：由f mg于弹力F的大小、方向取决于v和的大小关系，所以须分三种情况讨论： NqB F fFf mg? v＞，在摩擦力作用下，v、F、F、f都逐渐减 FfNN qB f f Ff FN mg小，当v减小到等于时达到平衡而做匀速运动； qBmg mg mg F mgF ? v<，在摩擦力作用下，v、F逐渐减小，而 fqB v F合 mgG F、f逐渐增大，故v将一直减小到零；? v=， NqBv G F=G， F、f均为零，小球保持匀速运动。 fN 【例11】 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面 成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描 述中正确的是 A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B．探测器加速运动时，竖直向下喷气 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D．探测器匀速运动时，不需要喷气 解析：探测器沿直线加速运动时，所受合力F方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四合 边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必 须竖直向上，喷气方向竖直向下。选C - 15 - 新教材 新思路 新探索 1．理解合力、分力的概念，掌握矢量合成的平行四边形定则。 2．能够运用平行四边形定则或力三角形定则解决力的合成与分解问题。 3．进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。 力的平行四边形定则 受力分析 讲练结合，计算机辅助教学 1．将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题的思想。 2．矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则：标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三 角形定则。 矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）。平行四边形定则实质上是一种等效 替换的方法。一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这 一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。 3．同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向。与正方向相同的物理量用正号代 入．相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运 算法则也一样．但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如：功、重力势能、电势能、电势等。 力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。 合成与分解是为了研究问题的方便而引人的一种方法．用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱 钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。 1 （1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力 就是那几个力的“等效力”（合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力 的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。 （2）平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论：如果n个力首 尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合F F F 1F1 力为零。 （3）共点的两个力合力的大小范围是 O O FF2 2 |F－F| ? F? F＋F合1212 （课件演示） （4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。 3【例1】物体受到互相垂直的两个力F、F的作用，若两力大小分别为5N、５ N，求这两个力的12 - 16 - 新教材 新思路 新探索 合力． 、F相互垂直，所以作出的平行四边解析：根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于F12形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得： 2222F,F，F,(53)，5N=10 N 12 合力的方向与F的夹角θ为： 1 F532 θ＝30? tg,,,,F3531 点评：今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通 过解其中的三角形求合力．在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪 些该画虚线，箭头应标在什么位置等． 【例2】如图甲所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60?，求这两个拉力的合力． 解析：根据平行四边形定则，作出示意图乙，它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平分，通过解 其中的直角三角形求合力． ,N=346 N F,F2cos30,20031 合力与F、F的夹角均为30?． 12 点评： （1）求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出 其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示． （2）要学好物理，除掌握物理概念和规律外，还要注意提高自己应用数学知识解决物理问题的能力． 2 （1）力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。 （2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力， 但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。 【例3】将放在斜面上质量为m的物体的重力mg分解为下滑力F和对斜面的压力F，这种说法正确12吗？ 解析：将mg分解为下滑力F这种说法是正确的，但是mg的另一个分力F不是物12 - 17 - 新教材 新思路 新探索 是属于重力的分力，而物体对斜面的压力体对斜面的压力，而是使物体压紧斜面的力，从力的性质上看，F2属于弹力，所以这种说法不正确。 【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力，有几种分法？ 解析：有无数种分法，只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线，在有向线段的另一端向这 条直线做垂线，就是一种方法。如图所示。 （3）几种有条件的力的分解 ?已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。 ?已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。 ?已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。 ?已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可 能惟一，也可能不惟一。 （4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律： ?当已知合力F的大小、方向及一个分力F的方向时，另一个分力F取最小值的条件是两分力垂直。12如图所示，F的最小值为：F=F sinα 22min ?当已知合力F的方向及一个分力F的大小、方向时，另一个分力F取最小值的条件是：所求分力12F与合力F垂直，如图所示，F的最小值为：F=Fsinα 222min1 ?当已知合力F的大小及一个分力F的大小时，另一个分力F取最小值的条件是：已知大小的分力12F与合力F同方向，F的最小值为｜F－F｜ 121 （5）正交分解法： 把一个力分解成两个互相垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。 用正交分解法求合力的步骤： ?首先建立平面直角坐标系，并确定正方向 ?把各个力向x轴、y轴上投影，但应注意的是：与确定的正方向相同的力为正，与确定的正方向相反 的为负，这样，就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向 ?求在x轴上的各分力的代数和F和在y轴上的各分力的代数和F 合合xy 22F,(F)，(F)?求合力的大小 xy合合 Fy合合力的方向：tanα=（α为合力F与x轴的夹角） Fx合 点评：力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上，分解最终往往是为 - 18 - 新教材 新思路 新探索 了求合力（某一方向的合力或总的合力）。 【例5】质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动．已知木块与地面间的动摩擦因数 为µ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个? A．µmg Ｂ．µ（mg+Fsinθ） Ｃ．µ（mg+Fsinθ） Ｄ．Fcosθ 、摩擦力F．沿水平方向建立解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力FNµx轴，将F进行正交分解如图(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡）；在y轴上向上的力等于向下的力（竖直方向二力平衡）．即 Fcosθ＝F? µ F＝mg+Fsinθ ? N 又由于F＝µF ? µN ?F＝µ（mg+Fsinθ） 故Ｂ、Ｄ答案是正确的． µ （1）在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说，在分析问题时，考虑了合 矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。 （2）矢量的合成分解，一定要认真作图。在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实 线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线。 （3）各个矢量的大小和方向一定要画得合理。 （4）在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角，不可 随意画成45?。（当题目规定为45?时除外） ?3 共点力作用下物体的平衡 1．理解共点力作用下物体的平衡条件。 2．熟练应用正交分解法、 图解 交通标志图片大全及图解交通标志牌图片大全及图解建筑工程建筑面积计算规范2013图解乒乓球规则图解老年人智能手机使用图解 法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。 3．进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。 正交分解法的应用 受力分析 讲练结合，计算机辅助教学 - 19 - 新教材 新思路 新探索 物体的平衡有两种情况：一是质点静止或做匀速直线运动，物体的加速度为零；二是物体不转动或匀速 转动（此时的物体不能看作质点）。 点评：对于共点力作用下物体的平衡，不要认为只有静止才是平衡状态，匀速直线运动也是物体的平衡 状态．因此，静止的物体一定平衡，但平衡的物体不一定静止．还需注意，不要把速度为零和静止状态相混 淆，静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变，其加速度为零，而物体速度为零可能是物体静止，也 可能是物体做变速运动中的一个状态，加速度不为零。由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的 物体不一定静止．因此，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静止状态。 总之，共点力作用下的物体只要物体的加速度为零，它一定处于平衡状态，只要物体的加速度不为零， 它一定处于非平衡状态 1．共点力 几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫共点力。 2．共点力的平衡条件 ＝0或F＝0，F＝0 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合合合xy 3．判定定理 物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。（表示这三个力的矢量首尾相接， 恰能组成一个封闭三角形） 4．解题方法 当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往 采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用。 【例1】（1）下列哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态 A．3N，4N，8N B．3N，5N，1N C．4N，7N，8N D．7N，9N，6N （2）用手施水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下 A．压力加大，物体受的静摩擦力也加大 B．压力减小，物体受的静摩擦力也减小 C．物体所受静摩擦力为定值，与压力大小无关 D．不论物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力 （3）如下图所示，木块在水平桌面上，受水平力F=10N，F=3N而静止，当撤去F后，木块仍静止，1 2 1则此时木块受的合力为 A．0 B．水平向右，3N C．水平向左，7N D．水平向右，7N - 20 - 新教材 新思路 新探索 ＝0。只有CD两个选项中的三个解析：（1）CD 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合力合力为零。 （2）CD F,0,,x合 F,0,合F,0,y合, 对物体受力分析，如下图 可得F = F，F= G N f （3）A 撤去F后，木块仍静止，则此时木块仍处于平衡状态，故木块受的合力为0． 1 【例2】氢气球重10 N，空气对它的浮力为16 N，用绳拴住，由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30?角，则绳子的拉力大小是__________，水平风力的大小是________. 解析：气球受到四个力的作用：重力G、浮力F、水平风力F和绳的拉12力F，如图所示由平衡条件可得 3 F=G+Fcos30? 13 F=Fsin30? 23 F,G1,43解得 F=N F=23N 31cos30: 答案：43N 23N 第三章 牛顿运动定律 1．牛顿第一定律，惯性 ? 2．牛顿第二定律，质量 ? 3．牛顿第三定律 ? 4．牛顿力学的适用范围 ? 5．牛顿定律的应用 ? 6．超重和失重 ? - 21 - 新教材 新思路 新探索 按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：牛顿第一定律、惯性、牛顿第三定律；牛顿第二定律； 牛顿运动定律的应用。其中重点是对牛顿运动定律的理解、熟练运用牛顿运动定律分析解决动力学问题。难 点是力与运动的关系问题。 ?1 牛顿第一定律 惯性 牛顿第三定律 1．理解牛顿第一定律、惯性；理解质量是惯性大小的量度 2．理解牛顿第三定律，能够区别一对作用力和一对平衡力 3．掌握应用牛顿第一定律、第三定律分析问题的基本方法和基本技能 理解牛顿第一定律、惯性概念 惯性 讲练结合，计算机辅助教学 1．牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改 变这种状态为止。 这个定律有两层含义： （1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持 （2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状 态的原因 点评：?牛顿第一定律导出了力的概念 ,v力是改变物体运动状态的原因。（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：，有速度变化就a,,t一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持 速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。） - 22 - 新教材 新思路 新探索 ?牛顿第一定律导出了惯性的概念 一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性 大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大小的量度。 ?牛顿第一定律描述的是理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和 物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例。 2．惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点： （1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的地理位 置无关 （2）质量是物体惯性大小的量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变 （3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服了物体的惯性 【例1】下列关于惯性的说法中正确的是 A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体的运动速度大时惯性大 D．物体在任何情况下都有惯性 解析：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状态及受力情况无关，故只有Ｄ项 正确。 点评：处理有关惯性问题，必须深刻理解惯性的物理意义，抛开表面现象，抓住问题本质。 【例2】关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是 A．牛顿第一定律是实验定律 B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C．惯性定律与惯性的实质是相同的 D．物体的运动不需要力来维持 解析：牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规 律，而自然界中不受力的物体是不存在的．故Ａ是错误的．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质， 惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然C不正确．由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，答案为B、D 【例3】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ） A．向北跳最远 B．向南跳最远 C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D．无论向哪个方向都一样远 解析：运动员起跳后，因惯性其水平方向还具有与船等值的速度，所以无论向何方跳都一样。因此应选 答案D。 点评：此题主要考查对惯性及惯性定律的理解，解答此题的关键是理解运动员起跳过程中，水平方向若 - 23 - 新教材 新思路 新探索 不受外力作用将保持原有匀速运动的惯性，从而选出正确答案 【例4】某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车 做匀速直线运动，可见（ ） A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体速度发生改变的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 解析：由牛顿第一定律的内容可知，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它 改变这种状态为止，说明一旦物体具有某一速度，只要没有加速或减速的原因，这个速度将保持不变，根据 这种观点看来，力不是维持物体的运动即维持物体速度的原因，而是改变物体运动状态即改变物体速度的原 因，故选项C正确。 【例5】如图中的甲图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的 线BA，下面说法中正确的是（ ） A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断 B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断 C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断 D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断 ：如图乙，在线的A端慢慢增加拉力，使得重球有足够的时间发生向下 逐渐增大，这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态，即 T的微小位移，以至拉力T22 ＝T＋mg，随着T增大，T也增大，且总是上端绳先达到极限程度，故CD绳被拉断，A正确。若在A端112 突然猛力一拉，因为重球质量很大，力的作用时间又极短，故重球向下的位移极小，以至于上端绳未来得及 发生相应的伸长，T已先达到极限强度，故AB绳先断，选项C也正确。 1 1． 对牛顿第三定律理解应注意： （1）两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条上 （2）作用力与反作用力总是成对出现．同时产生，同时变化，同时消失 （3）作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消 （4）作用力和反作用力是同一性质的力 （5）物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力 定律内容可归纳为：同时、同性、异物、等值、反向、共线 2．区分一对作用力反作用力和一对平衡力 一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有： 作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的 力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后， 另一个可能仍然存在。 一对作用力和反作用力 一对平衡力 作用对象 两个物体 同一个物体 - 24 - 新教材 新思路 新探索 作用时间 同时产生，同时消失 不一定同时产生或消失 力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 力的大小关系 大小相等 大小相等 力的方向关系 方向相反且共线 方向相反且共线 3．一对作用力和反作用力的冲量和功 一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可 能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向 都可能是不同的。 【例6】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ） A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力 C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力 解析：汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律得知，汽车拉拖 车的力与拖车拉汽车的力必定是大小相等方向相反的，因而B正确，A错误。由于题干中说明汽车拉拖车在水平道路上沿直线加速行驶，故沿水平方向拖车只受到两个外力作用：汽车对它的拉力和地面对它的阻力。 因而由牛顿第二定律得知，汽车对它的拉力必大于地面对它的阻力。所以C对，D错。 【例7】甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是 A．做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 B．不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 C．绳的质量可以忽略不计时，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等 D．绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力 解析：甲、乙两人对绳的拉力都作用在绳上，即不是作用力和反作用力．故B项错误． 做匀速运动时，绳子受力平衡，即甲、乙两人对绳的拉力大小一定相等，故A项正确．绳的质量可以忽略不计时，绳子所受合力为零．故甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等． 故C项正确． 绳的质量不能忽略不计时，如果有加速度，当加速度向右时，乙对绳的拉力大于甲对绳的拉力．故D项不正确． 故正确选项为AC。 【例8】物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是 A．物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力 C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力 D．物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压力 物体受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的静摩擦力．故A错误． 物体对斜面的压力在数值上等于物体所受重力沿垂直于斜面的分力．故B错误． 物体所受的重力的反作用力是物体对地球的吸引力．故C错误． 故正确选项为D。 【例9】人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有 - 25 - 新教材 新思路 新探索 A．一对 B．二对 C．三对 D．四对 解析：人走路时受到三个力的作用即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力，力的作用总是相互的， 这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引作用，人对地面的压力和人对地面的摩擦力，所以人走路时与地 球间有三对作用力和反作用力，选Ｃ． 2 1．理解牛顿第二定律，能够运用牛顿第二定律解决力学问题 2．理解力与运动的关系，会进行相关的判断 3．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能 理解牛顿第二定律 力与运动的关系 讲练结合，计算机辅助教学 1．定律的表述 物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即 F=ma （其中的F和m、a必须相对应） 点评：特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还 有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生 的加速度，不是物体的实际加速度。 2．对定律的理解： （1）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外 力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零 F（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的a,m含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致. （3）同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言，即 F与a均是对同 一个研究对象而言. （4）相对性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系 （5）局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子 3．牛顿第二定律确立了力和运动的关系 牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥 梁或纽带就是加速度。 4．应用牛顿第二定律解题的步骤 ?明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质 量为m，对应的加速度为a，则有：F=ma+ma+ma+„„+ma 合ii112233nn - 26 - 新教材 新思路 新探索 对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律： ?F=ma，?F=ma，„„?F=ma，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属111222nnn 于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受 的所有外力之和，即合外力F。 ?对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、 加速度的方向在受力图旁边画出来。 ?若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若 研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向， 既可以分解力，也可以分解加速度）。 ?当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程 求解。 解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么 问题都能迎刃而解。 1 【例1】 如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静 止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中 正确的是 A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零 开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球 速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。选CD。 【例2】如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释 放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则 A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C．物体运动到O点时所受合力为零 D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小 解析：物体从A到O的运动过程，弹力方向向右．初始阶段弹力大于 阻力，合力方向向右．随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小， 由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增 大．所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动． 当物体向右运动至AO间某点（设为O′）时，弹力减小到等于阻力，物体所受合力为零，加速度为零， 速度达到最大． 此后，随着物体继续向右移动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左．至O点时弹力减 为零，此后弹力向左且逐渐增大．所以物体从O′点后的合力方向均向左且合力逐渐增大，由牛顿第二定律 - 27 - 新教材 新思路 新探索 可知，此阶段物体的加速度向左且逐渐增大．由于加速度与速度反向，物体做加速度逐渐增大的减速运动． 正确选项为A、C． 点评：（1）解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度最大，加速度为零．这显然是没对 物理过程认真分析，靠定势思维得出的结论．要学会分析动态变化过程，分析时要先在脑子里建立起一幅较 为清晰的动态图景，再运用概念和规律进行推理和判断． （2）通过此题，可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关系的理解，加深对速度和加速度 间关系的理解．譬如，本题中物体在初始阶段，尽管加速度在逐渐减小，但由于它与速度同向，所以速度仍 继续增大． 2 【例3】（2001年上海高考题）如图（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L、L的两根细线1 2上，L的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L水平拉直，物体处于平衡状态。现将L线剪断，122求剪断瞬时物体的加速度。 （1）下面是某同学对该题的某种解法： 解：设L线上拉力为T，L线上拉力为T，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。mg，Tcos,,11221 ，解得 =mgtanθ，剪断线的瞬间，T突然消失，物体却在T反方向获得加速度，因为Tsin,,TT22122 mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T反方向。你认为这个结果正确吗？说明理由。 2 （2）若将图（1）中的细线L改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图（2）所示，其它条件不变，求1 解的步骤和结果与（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。 解析：（1）这个结果是错误的。当L被剪断的瞬间，因T突然消失，而引起L上的张力发生突变，使221物体的受力情况改变，瞬时加速度沿垂直L斜向下方，为a=gsinθ。 1 （2）这个结果是正确的。当L被剪断时，T突然消失，而弹簧还来不及形变（变化要有一个过程，不22 能突变），因而弹簧的弹力T不变，它与重力的合力与T是一对平衡力，等值反向，所以L剪断时的瞬时122加速度为a=gtanθ，方向在T的反方向上。 2 点评：牛顿第二定律F＝ma反映了物体的加速度a跟它所受合外力的瞬时对应关系．物体受到外力作合 用，同时产生了相应的加速度，外力恒定不变，物体的加速度也恒定不变；外力随着时间改变时，加速度也 随着时间改变；某一时刻，外力停止作用，其加速度也同时消失． 3 【例4】如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ，与水平方向成30?角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多 2大?（g取10 m/s） - 28 - 新教材 新思路 新探索 解析：以物体为研究对象，其受力情况如图所示，建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解，则两坐标轴上的合力分别为 F,Fcos,,F,x F,F，Fsin,,G,yN 物体沿水平方向加速运动，设加速度为a，则x轴方向上的加速度a＝a，y轴方向上物体没有运动，故xa＝０，由牛顿第二定律得 F,ma,ma,F,ma,0yxxyy 所以Fcos,,F,ma,F，Fsin,,G,0 ,N 又有滑动摩擦力 F,,F,N 2以上三式代入数据可解得物体的加速度a=0.58 m/s 点评：当物体的受力情况较复杂时，根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系，利 用正交分解法来解． 4 【例5】如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37?角，球 2和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s，sin37?＝0.6，cos37?＝0.8） （1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况． （2）求悬线对球的拉力． 解析：（1）球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受力情况知道的较多，故应以球为研 究对象．球受两个力作用：重力mg和线的拉力F，由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，故其加速T 度沿水平方向，合外力沿水平方向．做出平行四边形如图所示．球所受的合外力为 F＝mgtan37? 合 由牛顿第二定律F＝ma可求得球的加速度为 合 - 29 - 新教材 新思路 新探索 F合2a,,gtan37:,7.5m/s m 加速度方向水平向右． 车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动． （2）由图可得，线对球的拉力大小为 mg1，10N=12.5 N F,,Tcos37:0.8 点评：本题解题的关键是根据小球的加速度方向，判断出物体所受合外力的方向，然后画出平行四边形， 解其中的三角形就可求得结果． 【例6】如图所示，m =4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37?角。求： （1）小车以a=g向右加速； （2）小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F和后壁对小球的压力F各多大？ 12 解析：（1）向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用下向右加速。合外力向右，F向右，2因此G和F的合力一定水平向左，所以 F的大小可以用平行四边形定则求出：F=50N，可见向右加速时111F的大小与a无关；F可在水平方向上用牛顿第二定律列方程：F-0.75G =ma计算得F=70N。可以看出F12222将随a的增大而增大。（这种情况下用平行四边形定则比用正交分解法简单。） （2）必须注意到：向右减速时，F有可能减为零，这时小球将离开后壁而“飞”起来。这时细线跟竖2 直方向的夹角会改变，因此F的方向会改变。所以必须先求出这个临界值。当时G和F的合力刚好等于11 3ma，所以a的临界值为。当a=g时小球必将离开后壁。不难看出，这时F=mg=56N， F=0 2a,g124 【例7】如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求：（1）箱以加速度a匀加速上升，（2）箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F和斜面对箱的压1力F各多大？ 2 解：（1）a向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以FF的合力F必然竖直向上。、12可先求F，再由F=Fsinα和F=Fcosα求解，得到： F=m（g+a）sinα，F=m（g+a）cosα 1212 显然这种方法比正交分解法简单。 - 30 - 新教材 新思路 新探索 （2）a向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和 、y轴列方程求F、F： 垂直于斜面方向进行正交分解，（同时正交分解a），然后分别沿x12 F=m（gsinα-acosα），F=m（gcosα+asinα） 12 经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单。 还应该注意到F的表达式F=m（gsinα-acosα）显示其有可能得负值，这意味着绳对木块的力11 是推力，这是不可能的。这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a?gtanα时F=m（gsinα-acosα）1沿绳向斜上方；当a>gtanα时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为 零。 ?3 牛顿运动定律的应用 1．掌握运用牛顿三定律解决动力学问题的基本方法、步骤 2．学会用整体法、隔离法进行受力分析，并熟练应用牛顿定律求解 3．理解超重、失重的概念，并能解决有关的问题 4．掌握应用牛顿运动定律分析问题的基本方法和基本技能 牛顿运动定律的综合应用 受力分析，牛顿第二定律在实际问题中的应用 讲练结合，计算机辅助教学 1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）： （1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等． （2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）． 但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案 我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，物体做匀变速直线运动，故常用的 运动学公式为匀变速直线运动公式，如 v，v1s2220tv,v，at,s,vt，at,v,v,2as,v,,,v/2等. t00t0t2t2 2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤 - 31 - 新教材 新思路 新探索 （1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型. （2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象. （3）分析研究对象的受力情况和运动情况. （4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合 力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各 个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上. （5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向 按正、负值代入公式，按代数和进行运算. （6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论. 3 【例1】一斜面AB长为10m，倾角为30?，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静 2） 止开始下滑，如图所示（g取10 m/s （1）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间． （2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少? 解析：题中第（1）问是知道物体受力情况求运动情况；第（2）问是知道物体运动情况求受力情况。 （1）以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示。物块受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f， 垂直斜面方向上受力平衡，由平衡条件得：mgcos30?-N=0 沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mgsin30?-f=ma 又f=μN 2 由以上三式解得a=0.67m/s 小物体下滑到斜面底端B点时的速度：3.65m/s v,2as,B 2s运动时间：t,,5.5s a （2）小物体沿斜面匀速下滑，受力平衡，加速度a＝0，有 垂直斜面方向：mgcos30?－N=0 沿斜面方向：mgsin30?－f=0 又f=μN 解得：μ＝0.58 【例2】如图所示，一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30?光滑的斜面BC连接，一小滑块从水平面上的A点以v=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B点时小滑块恰能沿光滑0 - 32 - 新教材 新思路 新探索 斜面下滑。已知AB间的距离s=5m，求： （1）小滑块与水平面间的动摩擦因数； （2）小滑块从A点运动到地面所需的时间； =0，设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a，则据牛顿第二定律可得f=μ解析：（1）依题意得vB1 2mg=ma，所以a=μg，由运动学公式可得得，t=3.3s ,,0.09v,2,gs10 2h,0.8s（2）在斜面上运动的时间t=，t=t+t=4.1s 2122gsin, 1．整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。采用整体法 时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进 行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。 运用整体法解题的基本步骤： ?明确研究的系统或运动的全过程. ?画出系统的受力图和运动全过程的示意图. ?寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解 2．隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。可以把整个 物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中 不同物理量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示 出来，从而进行有效的处理。 运用隔离法解题的基本步骤： ?明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象.选择原则是：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所 列方程数尽可能少. ?将研究对象从系统中隔离出来；或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来. ?对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图. ?寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解. 3．整体和局部是相对统一的，相辅相成的。 隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用， 相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则 4 【例1】如图所示，A、B两木块的质量分别为m、m，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右AB - 33 - 新教材 新思路 新探索 。 运动，求A、B间的弹力FN 解析：这里有a、F两个未知数，需要要建立两个方程，要取两次研究对象。比较后可知分别以B、（A+B）N mBFF为对象较为简单（它们在水平方向上都只受到一个力作用）。可得 ,Nmm，AB 点评：这个结论还可以推广到水平面粗糙时（A、B与水平面间μ相同）；也可以推广到沿斜面方向推A、 B向上加速的问题，有趣的是，答案是完全一样的。 【例2】如图所示，质量为2m的物块A和质量为m的物块B与地面的摩擦均不计.在已知水平推力F 的作用下，A、B做加速运动.A对B的作用力为多大? 解析：取A、B整体为研究对象，其水平方向只受一个力F的作用 根据牛顿第二定律知：F＝（2m＋m）a a＝F／3m 取B为研究对象，其水平方向只受A的作用力F，根据牛顿第二定律知： 1 F＝ma 故F＝F／3 11 点评：对连结体（多个相互关联的物体）问题，通常先取整体为研究对象，然后再根据要求的问题取某 一个物体为研究对象. 【例3】 如图，倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。 α 求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。 解：以斜面和木块整体为研究对象，水平方向仅受静摩擦力作用，而整 ，，a,gsin,,,cos,体中只有木块的加速度有水平方向的分量。可以先求出木块的加速度，再在水平方向对质点组用牛顿第二定律，很容易得到： F,mg(sin,,,cos,)cos,f 如果给出斜面的质量M，本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为： F=Mg+mg（cosα+μsinα）sinα，这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。 N 在某些物理情境中，物体运动状态变化的过程中，由于条件的变化，会出现两种状态的衔接，两种现象 的分界，同时使某个物理量在特定状态时，具有最大值或最小值。这类问题称为临界问题。在解决临界问题 时，进行正确的受力分析和运动分析，找出临界状态是解题的关键。 【例1】一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53?的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在 2斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小 球的弹力. - 34 - 新教材 新思路 新探索 命题意图：考查对牛顿第二定律的理解应用能力、分析推理能力及临界条件的挖掘能力。 错解分析：对物理过程缺乏清醒认识，无法用极限分析法挖掘题目隐含的临界状态及条件，使问题难以 切入. 解题方法与技巧：当加速度a较小时，小球与斜面体一起运动，此时小球受重力、绳拉力和斜面的支持 力作用，绳平行于斜面，当加速度a足够大时，小球将“飞离”斜面，此时小球受重力和绳的拉力作用，绳 2与水平方向的夹角未知，题目中要求a=10 m/s时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜面的临 界加速度a.（此时，小球所受斜面支持力恰好为零） 0 由mgcotθ=ma 0 2所以a=gcotθ=7.5 m/s 0 2因为a=10 m/s＞a 0 所以小球离开斜面N=0，小球受力情况如图，则 Tcosα=ma， Tsinα=mg 22(ma)，(mg)所以T==2.83 N，N=0. 1．超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于 物体所受重力的情况称为超重现象。 产生超重现象的条件是物体具有 向上 的加速度。与物体速度的大小和方向无关。 产生超重现象的原因：当物体具有向上的加速度a（向上加速运动或向下减速运动）时，支持物对物体 的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为F，由牛顿第二定律得 F－mg＝ma 所以F＝m（g＋a）＞mg 由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F ′＞mg. 2．失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 小于 物体所受重力的情况称为失重现象。 产生失重现象的条件是物体具有 向下 的加速度，与物体速度的大小和方向无关. 产生失重现象的原因：当物体具有向下的加速度a（向下加速运动或向上做减速运动）时，支持物对物 体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为F。由牛顿第二定律 mg－F＝ma，所以 F＝m（g－a）＜mg 由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F ′＜mg. 完全失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态，叫做完全失重状态. 产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象。 点评：（1）在地球表面附近，无论物体处于什么状态，其本身的重力G＝mg始终不变。超重时，物体 - 35 - 新教材 新思路 新探索 所受的拉力（或支持力）与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体的重力；失重时，物体所受的拉力 （或支持力）与重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体的重力.可见，在失重、超重现象中，物体所受的重力始终不变，只是测力计的示数（又称）发生了变化，好像物体的重量有所增大或减小。 （2）发生超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度。物体具有向上的加速度时，处于超 重状态；物体具有向下的加速度时，处于失重状态；当物体竖直向下的加速度为重力加速度时，处于完全失 重状态.超重、失重与物体的运动方向无关。 3 【例1】质量为m的人站在升降机里，如果升降机运动时加速度的绝对值为a，升降机底板对人的支持力F=mg+ma，则可能的情况是 A．升降机以加速度a向下加速运动 B．升降机以加速度a向上加速运动 C．在向上运动中，以加速度a制动 D．在向下运动中，以加速度a制动 解析：升降机对人的支持力F=mg+ma大于人所受的重力mg，故升降机处于超重状态，具有向上的加速度。而A项中加速度向下，C项中加速度也向下，即处于失重状态。故只有选项B、D正确。 【例2】下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是 A．用天平测量物体的质量 B．用弹簧秤测物体的重力 C．用温度计测舱内的温度 D．用水银气压计测舱内气体的压强 ：绕地球飞行的太空试验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平 支持物没有压力，对悬挂物没有拉力。 用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩，压力为0时，力矩也为零，因此在太空实验舱内不能完成。 同理，水银气压计也不能测出舱内温度。 物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧秤不能测出物体的重力。 温度计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度。故只有选项C正确。 - 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