第7节 用牛顿定律解决问题（二）
学习目标
（一）课程要求
1. 理解平衡状态及共点力的平衡条件，熟练运用平衡条件解决实际问题。
2. 知道超重与失重的概念,理解产生超重与失重的条件和实质。
3．了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用，会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。
4. 能从动力学的角度理解自由落体和竖直上抛运动
（二）重、难点
重点：1.应用共点力的平衡条件解决实际问题
2.用牛顿运动定律求解超重和失重问题。
难点: 应用牛顿定律求解超重和失重问题。
强化基础
1.如图1，用两根细绳悬挂一个重为G的电灯。细绳AO与竖直方向间夹角为θ，细绳BO水平。现设法增大夹角θ，仍保持BO处于水平状态，下列说法正确的是（ ）
A．AO、BO绳上拉力都增大
B．AO、BO绳上拉力都减小
C．AO绳上拉力增大， BO绳上拉力减小
D．AO绳上拉力减小， BO绳上拉力增大
2．如图2所示，在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对木板的压力大小为（ ）
A．mgcos B．mgtan
C． D．
3.下列几组共点力分别作用在同一个物体上，其中可能使这个物体做匀速直线运动的是（ ）
A．3N，4N，6N B．1N，2N，4N C．2N，4N，6N D．5N，5N，5N
4．如图3所示，在倾角为的斜面上，质量为m的滑块A叠放在质量为M的木板B上,木板B放在斜面上，木板B与斜面之间的动摩擦因数为μ。现用一个大小为F的与斜面平行的力拉木板B保持A、B相对静止向上匀速运动，下列说法正确的是( )
A．A、B之间的摩擦力大小为0
B．B对斜面的压力大小为
C．B与斜面之间的摩擦力大小为
D．B与斜面之间的摩擦力大小为F
5.电梯内有一个质量为m的物体用细线挂在电梯天花板上.当电梯以的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为( )
A. B. C. D.
6．以20m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气阻力不计，g取10 m/s2 ，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的最大抛高为10m
B. 经过2s时间，物体到达最高点
C. 1s后物体位于地面上5m的位置
D. 3s后物体位于地面上15m的位置
7．如图4所示，质量为m的物体在与竖直方向成θ角的推力F作用下，沿竖直墙壁向上匀速运动。若物体与墙面间的摩擦因数为μ，则F的大小是______。
能力提升
8.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图5所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为( )
A．g B．2g C．3g D．4g
9一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图5所示。则物块（ ）
A. 沿斜面加速下滑
B. 仍处于静止状态
C.受到的摩擦力不变
D.受到的合外力增大
10.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经11s到达地面．求物体刚脱离气球时气球的高度．（g=10m/s2）
11．如图6所示，绳子AO的最大承受力为150N，绳子BO的最大承受力为100N，绳子OC强度足够大.要使绳子不断，悬挂重物的重力最多为多大？
12．质量是50 kg的人站在升降机中的测力计上，如图7所示，当测力计的读数为下列各值时，升降机做什么运动?(g取10 m/s2)
(1)500 N；
(2)550 N；
(3)0 N．
感悟经典
2009安徽高考物理题
在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化为：一根不可伸长的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求：
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）运动员对吊椅的压力。
解法一：（1）设运动员和吊椅的质量分别为M和m;绳拉运动员的力为F.以运动员和吊绳整体对象，受到重力的大小为（M+m）g,向上的拉力为2F,根据牛顿第二定律：
2F-(m人+ m椅)g=(m人+ m椅)a
解得：F=440N
由牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440N,方向竖直向下。
（2）以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小为Mg,绳的拉力F,
吊绳对运动员的支持力FN,根据牛顿第二定律:
F+FN-Mg= Ma
FN=275N
由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力为275N,方向竖直向下。
解法二：运动员和吊椅的质量分别为M和m，运动员竖直向下的拉力为F,对吊椅的压力大小为
根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力为大小为F,吊椅对运动员的支持力大小为，分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：
①
②
由①②得 F=440N
=275N
第7节 用牛顿定律解决问题（二）
一．强化基础
1.A 2.B 3.ACD 4.C 5.A 6.BD 7.
二.提升能力
8. B 9.B
10. 解：物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，上升的时间是：
上升的距离是
从最高点到地面的时间为
下落的高度为
脱离点到地面的高度为
11. 解：结点O受到三个力，OC绳子向下的的拉力G、OA绳子的拉力FOA、绳子OB的拉力FOB,由结点O的合力为零得：
设FOA=150N，则
这表明绳子OB没有被拉断，所以，当OA绳子的拉力达到150N时所挂的重物的重力为最大值
即最大值为：
12. (1) 匀速或静止
(2 ) a=1m/s2,向上匀加速或向下匀减速
(3) a=10m/s2,向上匀减速或向下匀加速
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