【教學(xué)目標(biāo)】1、應(yīng)用受力情況（運(yùn)動情況）分析運(yùn)動情況（受力情況）；
2、掌握動力學(xué)中臨界與極值的條件和特點(diǎn)；
3、具備以超重和失重現(xiàn)象為背景的物理問題的分析、判斷、推力能力；
【重、難點(diǎn)】1、臨界問題、極值問題的條件和特點(diǎn)，超重、失重產(chǎn)生的原因；
2、靈活應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決力學(xué)問題。
【知識梳理】
一、牛頓運(yùn)動定律在動力學(xué)問題中的應(yīng)用
1．兩類動力學(xué)問題
（1）已知受力情況求物體的運(yùn)動情況；（2）已知運(yùn)動情況求物體的受力情況。
2．解決兩類基本問題的方法
以加速度為“橋梁”，由運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：
3．應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟
（1）認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型。
（2）選取研究對象。所選取的研究對象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的整體。同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象。
（3）分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況。
（4）當(dāng)研究對象所受的外力不在一條直線上時(shí)：如果物體只受兩個(gè)力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力；如果物體做直線運(yùn)動，一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動方向和垂直運(yùn)動的方向上。
（5）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。
（6）求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)對結(jié)果進(jìn)行討論。
二、超重、失重和視重
1．超重與失重的概念
2．超重與失重的理解
（1）當(dāng)出現(xiàn)超重、失重時(shí)，物體的重力并沒變化．
（2）物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只取決于加速度方向向上還是向下，而與速度方向無關(guān)．
（3）當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，平常一切由于重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力，液柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等．
3．盡管物體的加速度不在豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)．
考點(diǎn)一 已知受力分析運(yùn)動
例1、（多選）利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測量快速變化的力的瞬時(shí)值，如圖所示是用這種方法獲得的彈性細(xì)繩中拉力F隨時(shí)間t變化的圖線．實(shí)驗(yàn)時(shí)，把小球舉到懸點(diǎn)O處，然后放手讓小球自由落下，由圖線所提供的信息可以判斷（ ）
A．t1時(shí)刻小球處在最低點(diǎn) B．t2時(shí)刻小球的速度最大
C．繩子的自然長度為eq \f(gt\\al(2,1),2) D．t1時(shí)刻到t2時(shí)刻小球的速度先增大后減小
例2、（2014·新課標(biāo)全國Ⅰ·24）公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離．當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰．通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s．當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120 m．設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的eq \f(2,5)。若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度．
考點(diǎn)二 已知運(yùn)動分析力
例3、質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動的v－t圖象如圖所示．g取10 m/s2，求：
（1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）0～10 s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小．
例4、如圖所示為一滑梯的示意圖，滑梯的長度AB為L＝5.0 m，傾角θ＝37°。BC段為與滑梯平滑連接的水平地面。一個(gè)小孩從滑梯頂端由靜止開始滑下，離開B點(diǎn)后在地面上滑行了S＝2.25 m后停下。小孩與滑梯間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3。不計(jì)空氣阻力。取g＝10 m/s2。已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：（1）小孩沿滑梯下滑時(shí)的加速度a的大小；
（2）小孩滑到滑梯底端B時(shí)的速度v的大??；
（3）小孩與地面間的動摩擦因數(shù)μ′。
考點(diǎn)三 多過程問題
例5、“引體向上運(yùn)動”是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動。如圖所示，質(zhì)量為m的某同學(xué)兩手正握單杠，開始時(shí)，手臂完全伸直，身體呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)，此時(shí)他的下顎距單杠面的高度為H，然后他用恒力F向上拉，下顎必須超過單杠面方可視為合格。已知H＝0.6 m，m＝60 kg，重力加速度g＝10 m/s2。不計(jì)空氣阻力，不考慮因手臂彎曲而引起的人的重心位置的變化。
（1）第一次上拉時(shí)，該同學(xué)持續(xù)用力，經(jīng)過t＝1 s時(shí)間，下顎到達(dá)單杠面，求該恒力F的大小及此時(shí)他的速度大小；
（2）第二次上拉時(shí)，用恒力F′＝720 N拉至某位置時(shí)，他不再用力，而是依靠慣性繼續(xù)向上運(yùn)動，為保證此次引體向上合格，恒力F′的作用時(shí)間至少為多少？
變式1、如圖所示，長L＝1.5 m，高h(yuǎn)＝0.45 m，質(zhì)量M＝10 kg的長方體木箱，在水平面上向右做直線運(yùn)動．當(dāng)木箱的速度v0＝3.6 m/s時(shí)，對木箱施加一個(gè)方向水平向左的恒力F＝50 N，并同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量m＝1 kg的小球輕放在距木箱右端eq \f(L,3)的P點(diǎn)（小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對于地面的速度為零），經(jīng)過一段時(shí)間，小球脫離木箱落到地面．木箱與地面的動摩擦因數(shù)為0.2，其他摩擦均不計(jì)．取g＝10 m/s2。求：
（1）小球從離開木箱開始至落到地面所用的時(shí)間；
（2）小球放在P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動的最大位移；
（3）小球離開木箱時(shí)木箱的速度。
解決兩類動力學(xué)問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
1．把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁”
兩個(gè)分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動過程分析．
一個(gè)橋梁：加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動和受力的橋梁．
2．尋找多過程運(yùn)動問題中各過程間的相互聯(lián)系．如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度，畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系．
考點(diǎn)四 多物體問題
例6、如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的摩擦因數(shù)μ=0.4，在鐵塊上加一個(gè)水平向左的恒力F=8N，鐵塊在長L=6m的木板上滑動。取g=10m/s2。求經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動到木板的左端。
變式2、如圖所示，長12 m、質(zhì)量為50 kg的木板右端有一立柱。木板置于水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，質(zhì)量為50 kg的人立于木板左端，木板與人均靜止，當(dāng)人以4 m/s2的加速度勻加速向右奔跑至木板右端時(shí)，立刻抱住立柱（取g＝10 m/s2），求：
（1）人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小和方向；
（2）人在奔跑過程中木板的加速度的大小和方向；
（3）人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時(shí)間．
考點(diǎn)五 超重與失重的判斷
例7、關(guān)于超重和失重現(xiàn)象，下列描述中正確的是（ ）
A．電梯正在減速上升，在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)
B．磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時(shí)，列車上的乘客處于超重狀態(tài)
C．蕩秋千時(shí)秋千擺到最低位置時(shí)，人處于失重狀態(tài)
D．“神舟九號”飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時(shí)，飛船內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài)
考點(diǎn)六 斜面上的超重與失重的判斷
例8、為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示，當(dāng)此車減速上坡時(shí)，則乘客（僅考慮乘客與水平面之間的作用）（ ）
A．處于超重狀態(tài) B．不受摩擦力的作用
C．受到向后（水平向左）的摩擦力作用 D．所受合力豎直向上
考點(diǎn)七 應(yīng)用牛頓第二定律求解超、失重問題
例9、（多選） （2015·江蘇卷）一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對電梯的壓力（ ）
A．t＝2 s時(shí)最小 B．t＝2 s時(shí)最大 C．t＝8.5 s時(shí)最大 D．t＝8.5 s時(shí)最小
變式3、在電梯內(nèi)的地板上，豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的物體．當(dāng)電梯靜止時(shí)，彈簧被壓縮了x；當(dāng)電梯運(yùn)動時(shí)，彈簧又被繼續(xù)壓縮了eq \f(x,10)。則電梯運(yùn)動的情況可能是 （ ）
A．以大小為eq \f(11,10)g的加速度加速上升 B．以大小為eq \f(1,10)g的加速度減速上升
C．以大小為eq \f(1,10)g的加速度加速下降 D．以大小為eq \f(1,10)g的加速度減速下降
考點(diǎn)八 巧用超重和失重觀點(diǎn)分析系統(tǒng)
例10、（多選）如圖所示，斜面體M始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)物體m沿斜面下滑時(shí)有（ ）
A．勻速下滑時(shí)，M對地面壓力等于（M+m）g
B．加速下滑時(shí)，M對地面壓力小于（M+m）g
C．減速下滑時(shí)，M對地面壓力小于（M+m）g
D．M對地面壓力始終等于 （M+m）g
變式4、如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵塊、質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛在O點(diǎn)，在電磁鐵通電，鐵塊被吸引加速上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為（ ）
A．F＝mg B．Mg

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