4.7用牛顿定律解决问题(二).ppt

4.7用牛顿运动定律解决问题(二),第四章牛顿运动定律,一、共点力的平衡条件,例1、城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为G=50N，角AOB等于=30，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？,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、正交分解法：建立直角坐标系，列出平衡方程。,力的分解法:,FA,FB,FA,FB,F,F,FB,例题,用正交分解法得平衡方程FB-FACos=0FASin-F=0解得:,FB,FA,F,二、超重和失重,电梯里的怪现象,超重,Fmg,实验研究,1.做做看在大家的桌子上都放有一个弹簧秤和一码,请大家利用这两个实验仪器做实验，并完成任务单中的表格。,1.物体的超重和失重是取决于速度还是取决于加速度？,2.请根据牛顿第二定律分析物体超重和失重的物理原理。,实验结果,思考,（一）超重现象,设重物的质量为m，弹簧秤和重物有向上的加速度时，重物受力如图：,F合=F-G=m,故：F=G+mG,由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F=FG,总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。,理论分析,（二）失重现象,设重物的质量为m，弹簧秤和重物有向下的加速度时，重物受力如图：,总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。,减速上升FG超重,加速下降FG超重,总结：物体具有向上（或向下）的加速度时，它就处于超重（或失重）状态；与运动的方向无关。,3、完全失重,应用1：试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？,解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。,二、超重和失重,当升降机以加速度a=g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。,三、从动力学看落体运动,1、自由落体运动,（1）自由落体运动定义,F合=G=mg,（2）自由落体加速度,物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。,V0=0,三、从动力学看落体运动,方向竖直向下。,2、竖直上抛运动,（1）竖直上抛运动定义,F合=G=mg,（2）竖直上抛运动加速度,物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。,方向竖直向下。,三、从动力学看落体运动,例与练,1、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个石子，不考虑空气阻力，求3s末石子位置。(g=10m/s2)。,V0,