牛頓第二定律應(yīng)用.doc

第四章 牛頓定律解決問題（二）（09）一、 知識歸納：一、超重與失重1超重與失重超重失重完全失重定義物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的現(xiàn)象產(chǎn)生條件物體有 的加速度物體有 的加速度a ，方向 視重Fm(ga)Fm(ga)F02.進(jìn)一步理解(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，而與速度無關(guān)(3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，平常一切由重力產(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)等二、瞬時(shí)加速度問題分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的瞬時(shí)作用力1中學(xué)物理中的“線”和“繩”是理想化模型，具有以下幾個(gè)特性：(1)輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，且一根繩(或線)中各點(diǎn)的張力大小相等(2)不可伸長：即無論繩子受力多大，繩子的長度不變，由此特點(diǎn)可知，繩子中的張力可以突變2中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有以下幾個(gè)特性：(1)輕：其質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一彈簧兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等(2)彈簧既能承受拉力，也能承受壓力；橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力(3)由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，要恢復(fù)形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變二、 例題討論：【例1】 如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)下列說法正確的是()A在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力【例2】 “蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動.某人做蹦極運(yùn)動，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖所示.將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為A. g B. 2g C. 3g D. 4g【例3】如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)求解下列問題：(1)現(xiàn)將線L2剪斷，求剪斷L2的瞬間物體的加速度(2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長度相同，質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖乙所示，其他條件不變，求剪斷L2的瞬間物體的加速度【例4】某人在以2.5m/s2的加速度勻加速下降的升降機(jī)里，最多能舉起80kg的物體，他在地面上最多能舉起的物體質(zhì)量是多少?若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起40kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度為多少？(g取10m/s2）四、鞏固練習(xí)：1在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是A曉敏同學(xué)所受的重力變小了B曉敏對體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運(yùn)動D電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下2. 為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯.無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn).一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示.那么下列說法中正確的是A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用 B. 顧客始終處于超重狀態(tài)C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D. 顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下3如圖示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為多大4.一個(gè)質(zhì)量為50 kg的人，站在豎直向上運(yùn)動著的升降機(jī)底板上他看到升降機(jī)上掛著一個(gè)帶有重物的彈簧測力計(jì)，其示數(shù)為40 N，如圖16所示，該重物的質(zhì)量為5 kg，這時(shí)人對升降機(jī)底板的壓力是多大？(g取10 m/s2)5如圖甲所示為學(xué)校操場上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿，滑桿上端固定，下端懸空為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況，在桿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示桿頂端所受拉力的大小現(xiàn)有一學(xué)生(可視為質(zhì)點(diǎn))從上端由靜止開始滑下，5 s末滑到桿底時(shí)的速度恰好為零以學(xué)生開始下滑時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，傳感器顯示的拉力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，g取10 m/s2.求：(1)該學(xué)生下滑過程中的最大速率；(2)滑桿的長度第四章 牛頓定律解決問題（三）（10）一、知識整理：選取隔離法與整體法的原則1隔離法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體的加速度 ，且需要求物體之間的作用力 以上情況就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分剮應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握2整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的 (主要指大小)，且不需要求物體之間的作用力以上情況可以把它們看成一個(gè)整體(當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn))來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其它未知量)3 整體法、隔離法交替運(yùn)用原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力二.例題討論：【例1】如圖所示，有兩個(gè)物體組成的連接體在斜面上運(yùn)動，當(dāng)作用力F一定時(shí)，m2所受的拉力T為（已知兩物體和斜面的動摩擦因數(shù)相同）（ ）A.與角有關(guān) B.與斜面的動摩擦因數(shù)有關(guān)C.與系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān) D.只與兩物體的質(zhì)量有關(guān)【例2】.如圖所示，傳送帶AB段是水平的，長20m.傳送帶上各點(diǎn)相對地面的速度大小是2m/s，某物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1.現(xiàn)將該物塊輕輕地放在傳送帶上的A點(diǎn)則物體由A運(yùn)動到B的時(shí)間和物體到達(dá)B端時(shí)的速度是多少？（g取10m/s2）【例3】.傳送帶與水平面夾角為30，皮帶以10m/s的速率沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，如圖所示.今在傳送帶上端A處無初速地放上一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為.若傳送帶A到B的長度為25m,g取10m/s2，則物體從A運(yùn)動到B的時(shí)間為多少？三、鞏固練習(xí)：1、如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦系數(shù)為，在已知水平推力F的作用下， A、B作加速運(yùn)動，A對B的作用力為多大？2如右圖所示，車廂里懸掛著兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，上面的球比下面的球質(zhì)量大，當(dāng)車廂向右做勻加速運(yùn)動時(shí)(空氣阻力不計(jì))，兩個(gè)小球穩(wěn)定后所處的位置下列各圖中正確的是()3在水平地面上運(yùn)動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球某段時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在這段時(shí)間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止如圖所示不計(jì)木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時(shí)間內(nèi)彈簧的形變?yōu)锳伸長量為tanB壓縮量為tanC伸長量為 D壓縮量為4. 如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上做勻減速運(yùn)動，a與水平方向的夾角為q。求人所受到的支持力和摩擦力。 5. 跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如圖所示。已知人的質(zhì)量為70kg、吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。取重力加速度g10m/s2。當(dāng)人以440N