高一物理必修1 用牛顿运动定律解决问题(二) 课件.ppt

用牛顿运动定律解决问题 二 共点力作用下物体的平衡条件超重和失重 如图所示 三角形支架o点下方挂一重物g 50n 已知 300 求轻杆oa ob所受弹力 用牛顿运动定律解决问题 二 三角形理想化模型中 1 轻质细绳 两端拉力大小相等 内部张力处处相等 2 给出轻质直杆 仅两端受力时 这两个力必然沿杆的方向 且大小相等 3 节点o也是一理想化模型 由于节点o质量为0 不论其状态如何 所受合外力一定为零 解答 解决三力平衡问题时常用的方法 1 合成法 任意两个力的合力与第三个力大小相等 方向相反 2 分解法 将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解 其分力必然与其余两个力大小相等 3 三角形法 将其中任意两个力进行平移 使三个力首尾依次连接起来应构成一闭合三角形 4 正交分解法 建立直角坐标系 列出平衡方程 力的分解法 f a f b fa fb 例题 用正交分解法得平衡方程fb facos 0fasin g 0解得 fb fa 例题 解 1 当物体匀速上滑时有 fcos300 ff gsin300 0fn gcos300 fsin300 0ff fn得 2 当物体匀速下滑时有 fcos300 ff gsin300 0fn gcos300 fsin300 0ff fn得 因此 0 45g f 0 72g f 例2 如图所示 将重为g的物体a放在倾角为300的斜面上 a与斜面间的动摩擦因数为0 1 那么对a施加一个多大的水平力 可使a物体保持平衡 fn g ff 例题 例3 如图所示 质量为4kg的物体静止于水平面上 受到与水平方向成30 角斜向上的拉力f作用 拉力大小为20 物体沿水平面做匀加速运动 已知物体与水平面间的动摩擦因数为0 5 求物体的加速度是多大 取10m s2 由牛顿第二定律得 又由滑动摩擦力 以上三式代入数据可解得物体的加速度a 0 58m s2 二 超重与失重 例题4质量是60kg的人站在升降机中的体重计上 当升降机做下列各种运动时 体重计的读数是多少 g 10m s2 1 升降机匀速上升 2 升降机以4m s2的加速度匀加速上升 3 升降机以5m s2的加速度匀加速下降 解 人的受力情况 1 当升降机匀速上升时由牛顿第二定律得人受到的支持力fn g mg 60 10 600 根据牛顿第三定律 人对体重计的压力 即体重计的示数为600 2 当升降机以4m s2的加速度加速上升时 根据牛顿第二定律 fn g ma fn g ma 840n此时体重计的示数为840n 大于人的重力600n 人处于超重状态 3 当升降机以5m s2的加速度加速下降时 根据牛顿第二定律可得mg fn mafn 300n 体重计的示数为300 小于人本身的重力 人处于失重状态 产生超重 失重现象的条件 物体具有向上的加速度时 超重 物体具有向下的加速度时 失重 超重 失重的实质 物体处于超重与失重状态时 其重力并没改变 只是它对支持物的压力 或悬挂物的拉力 变大或变小 例5 原来做匀速直线运动的升降机内 有一被水平拉伸的弹簧拉住具有一定质量的物体a静止在地板上 如图所示 发现a被弹簧突然拉向右方 由此可断定 升降机的运动情况可能是 a 加速上升b 减速上升c 加速下降d 减速下降选bc 因为当升降机有向下的加速度时 物体失重 摩擦力减小 弹簧把物体拉向右方 ff fn g f bc 小结 共点力作用下物体的平衡条件 产生超重 失重现象的条件 物体具有向上的加速