牛顿第二定律应用.doc

第四章 牛顿定律解决问题（二）（09）一、 知识归纳：一、超重与失重1超重与失重超重失重完全失重定义物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体有 的加速度物体有 的加速度a ，方向 视重Fm(ga)Fm(ga)F02.进一步理解(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向向上还是向下，而与速度无关(3)当物体处于完全失重状态时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等二、瞬时加速度问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的瞬时作用力1中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以下几个特性：(1)轻：其质量和重力均可视为等于零，且一根绳(或线)中各点的张力大小相等(2)不可伸长：即无论绳子受力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变2中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有以下几个特性：(1)轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等(2)弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力(3)由于弹簧和橡皮绳受力时，要恢复形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变二、 例题讨论：【例1】 如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)下列说法正确的是()A在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【例2】 “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【例3】如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于平衡状态求解下列问题：(1)现将线L2剪断，求剪断L2的瞬间物体的加速度(2)若将图甲中的细线L1换成长度相同，质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L2的瞬间物体的加速度【例4】某人在以2.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机里，最多能举起80kg的物体，他在地面上最多能举起的物体质量是多少?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体，则此升降机上升的加速度为多少？(g取10m/s2）四、巩固练习：1在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示在这段时间内下列说法中正确的是A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下2. 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示.那么下列说法中正确的是A. 顾客始终受到三个力的作用 B. 顾客始终处于超重状态C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D. 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下3如图示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为多大4.一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计，其示数为40 N，如图16所示，该重物的质量为5 kg，这时人对升降机底板的压力是多大？(g取10 m/s2)5如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下，5 s末滑到杆底时的速度恰好为零以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化的情况如图乙所示，g取10 m/s2.求：(1)该学生下滑过程中的最大速率；(2)滑杆的长度第四章 牛顿定律解决问题（三）（10）一、知识整理：选取隔离法与整体法的原则1隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度 ，且需要求物体之间的作用力 以上情况就需要把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分剐应用牛顿第二定律列方程求解，隔离法是受力分析的基础，应重点掌握2整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的 (主要指大小)，且不需要求物体之间的作用力以上情况可以把它们看成一个整体(当成一个质点)来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其它未知量)3 整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离求内力二.例题讨论：【例1】如图所示，有两个物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力F一定时，m2所受的拉力T为（已知两物体和斜面的动摩擦因数相同）（ ）A.与角有关 B.与斜面的动摩擦因数有关C.与系统的运动状态有关 D.只与两物体的质量有关【例2】.如图所示，传送带AB段是水平的，长20m.传送带上各点相对地面的速度大小是2m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1.现将该物块轻轻地放在传送带上的A点则物体由A运动到B的时间和物体到达B端时的速度是多少？（g取10m/s2）【例3】.传送带与水平面夹角为30，皮带以10m/s的速率沿逆时针方向转动，如图所示.今在传送带上端A处无初速地放上一个质量m=0.5kg的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为.若传送带A到B的长度为25m,g取10m/s2，则物体从A运动到B的时间为多少？三、巩固练习：1、如图所示，质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的摩擦系数为，在已知水平推力F的作用下， A、B作加速运动，A对B的作用力为多大？2如右图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计)，两个小球稳定后所处的位置下列各图中正确的是()3在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止如图所示不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为A伸长量为tanB压缩量为tanC伸长量为 D压缩量为4. 如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做匀减速运动，a与水平方向的夹角为q。求人所受到的支持力和摩擦力。 5. 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为70kg、吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g10m/s2。当人以440N