7用牛顿运动定律解决问题(二)第1课时共点力的平衡条件超重和失重1.共点力的平衡:(1)平衡状态:如果一个物体在力的作用下,保持_____或_____________状态,我们就说这个物体处于平衡状态。(2)共点力的平衡条件:物体所受到的合力为___。2.超重和失重:任务驱动电梯向上启动的瞬间人受到的支持力比其重力大还是小?人受到的重力会怎样变化?提示:电梯启动瞬间加速度方向向上,人受到的合力方向向上,所以支持力大于重力;人受到的重力不变。(1)超重:①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____物体所受重力的现象。②特点:物体发生超重现象时,加速度的方向_____(选填“向上”或“向下”)。(2)失重:①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____物体所受重力的现象。②特点:物体发生失重现象时,加速度的方向_____(选填“向上”或“向下”)。(3)完全失重:①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________的现象。②特点:物体竖直向下的加速度的大小等于___________。3.从运动学、动力学角度看自由落体运动:(1)自由落体运动的运动学特征:自由落体运动是物体只在_____作用下从_____开始下落的运动。(2)自由落体运动的动力学特征:由于物体在做自由落体运动时所受重力是恒力,由牛顿第二定律可知,物体下落的加速度_____(选填“恒定”或“改变”),从这个角度看,自由落体运动是_______直线运动。主题一共点力的平衡条件【问题探究】1.处于平衡状态的物体有什么特点?提示:处于平衡状态的物体,其运动状态为静止或匀速直线运动,加速度为0。2.物体若受多个共点力作用保持平衡,应满足什么条件?提示:根据牛顿第二定律F=ma可知,当物体处于平衡状态时,加速度为0,因而物体所受的合外力F=0。3.由2我们可以得出共点力的平衡条件是什么?共点力作用下物体的平衡条件是__________。4.若一个物体受三个力作用而处于平衡状态,则其中一个力与另外两个力的合力满足怎样的关系?这个结论是否可以推广到多个力的平衡?(1)三个力平衡,_______为零,则其中任意_______与另外两个力的合力必定_____相等、_____相反。(2)推广到多个力的平衡,若物体受多个力的作用而处于平衡状态,则这些力中的_______力一定与其他力的合力_____相等、_____相反。【探究总结】1.平衡状态:2.共点力的平衡条件:(1)平衡条件。(2)由平衡条件得出的三个结论。【典例示范】(2019·赣州高一检测)如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)。则绳中拉力大小变化的情况是()A.先变小后变大B.先变大后不变C.先变小后不变D.先变大后变小【解题指南】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,两绳的夹角增大。滑轮两侧绳子的拉力大小相等,方向关于竖直方向对称。以滑轮为研究对象,根据平衡条件研究绳的拉力变化情况。当轻绳的右端从直杆的最上端移到C点的过程中,根据几何知识分析得到滑轮两侧绳子的夹角不变,由平衡条件判断出绳子的拉力保持不变。【解析】选B。当轻绳的右端从B点移到直杆最上端D时,设两绳的夹角为2θ。以滑轮为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示。根据平衡条件得2Fcosθ=mg,得到绳子的拉力F=所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时D的过程中,θ增大,cosθ减小,则F变大;当轻绳的右端从直杆最上端的D点移到C点时,设两绳的夹角为2α。设绳子总长为L,两直杆间的距离为s,由数学知识得到sinα=,L、s不变,则α保持不变。再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变。所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变。故B正确,A、C、D错误。故选B。【规律方法】分析平衡类问题的一般步骤(1)选取研究对象。(2)对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。(3)对研究对象所受的力进行处理,一般情况下需要建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行正交分解。(4)建立平衡方程,若各力作用在同一直线上,可直接用F合=0的代数式列方程,若几个力不在同一直线上,可用Fx合=0与Fy合=0联立列出方程组。(5)对方程求解,必要时需对解进行讨论。【探究训练】1.(2019·大同高一检测)如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图甲中O为轻绳之间连接的结点,图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置处于静止状态,现将图甲中B滑轮的端点B稍稍右移一些,图乙中的端点B沿虚线稍稍上移一些(乙图中