第四章 力与运动 第七节 用牛顿定律解决问题（二）

用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？ 物体处于平衡状态 弹簧秤的示数是哪个力的？ 物体拉弹簧的力的示数 根据平衡条件和牛顿第三定律知道： 弹簧秤的示数等于物体重力的大小。

思考 用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速、减速运动，弹簧秤的示数如何变化？

分析 物体的受力情况 F G a v 物体向上加速时： 根据牛顿第二定律： F－G＝ma F ＝ ma＋ G ＞ G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F′（弹簧秤的示数）大于物体的重力。

超重和失重 1、超重 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。

例1、一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/s2） a F mg v

解：人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得： a F mg F－mg＝ma v F ＝910N 根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N，方向竖直向下。

超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。 宇航员的 平躺姿势

思考 用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？ 物体向上减速时： F 根据牛顿第二定律： a G － F ＝ma v 物体向上减速时： 根据牛顿第二定律： G － F ＝ma F ＝ G － ma ＜ G 物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F′（弹簧秤的示数）小于物体的重力

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。 2、失重

例2、在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg ①若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？ ②若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？ F mg a v

解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知： mg－ F ＝ma F＝ mg － ma ①当a1=2.5m/s2,F1=300N v ②当自由下落时，a2=g,F2=0N 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。

3、完全失重 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象。

太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔…… 空间站中的宇航员

例1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( ) 例1.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( ) ABD A.用弹簧秤测物体的重力 B.用天平测物体的质量 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

本节小结 1、超重 2、失重 3、完全失重

a ※牛顿第二定律的两类基本问题 1、已知受力情况求运动情况。 2、已知运动情况求受力情况。 ※ 解题思路： 运动情况（s v t a) ※ 解题思路： 运动情况（s v t a) 受力分析，画受力图 处理受力图，求合力 受力情况 运动学规律 F=ma a 初始条件

例1：一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在6. 4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4 例1：一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。

解：物体的受力如图所示： 由图知： F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N F N G f a（正） 由牛顿第二定律： 4s末的速度 由运动学公式： 4s内的位移

例2：如图，质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0 例2：如图，质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，现对物体施加一个大小F=5N、与水平方向成θ=370角的斜向上的拉力(如图)，已知：g=10m/s2,求： （1）物体在拉力的作用下4s内通过的位移大小 （2）若4s后撤去拉力F，则物体还能滑行多远？ F θ

x 解：加速阶段：物体m受力如图，建立图示直角坐标系 把F分解为F1、F2（如图） y 则：F1=Fsin370=3N,F2=Fcos300=4N θ N1 G f1 F 由牛顿第二定律，得： F1 F2 水平方向：F2-f1=ma1 ① 竖直方向：F1+N1-G=0 ② 又 f1=μN1 ③ 由①②③得：

减速阶段：物体m受力如图，以运动方向为正方向 G N2 f2 a V（正） 由牛顿第二定律得：-f2=μmg=ma2 故 a2 =-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2 又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0 由运动学公式vt2-v02=2as2，得： 物体的滑行距离

※应用牛顿运动定律解题的一般步骤： 1、明确研究对象和研究过程 2、画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯） 3、进行必要的力的合成和分解,并注意选定正方向 4、根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解； 5、对解的合理性进行讨论

例3:一个滑雪的人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角θ=300，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)。

解：对人进行受力分析画受力图，如下 G2 G1 mg N f 因为：V0=2m/s，x=60m，t=5s 取沿钭面向下方向为正 求得a = 4m/s2 再由牛顿第二定律可得：

求解两类问题的基本思路： 牛顿第二定律反映的是---加速度、质量、以及合外力的关系，而加速度又是运动的特征量，所以说加速度是联结力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键。 运动学基本公式 物体的运动情况 物体的受力情况 牛顿第二定律 加速度