超失重连接体问题分析

1、,牛顿运动定律习题课,学习目标： 1.深化对超重和失重的理解，能熟练运用它解释一些现象。 2. 加深对连接体问题的理解，灵活运用整体法与隔离法解决连接体问题,重点： 1.超重和失重及其理解。 2.连接体问题及其处理。 难点： 整体法与隔离法的灵活应用,如图所示，是我国长征火箭把载人神 舟飞船送上太空的情景，请思考： (1)火箭加速上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？ (2)当火箭停止工作后上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？,超重失重问题,解析： (1)火箭加速上升阶段，飞船具有向上的加速度，处于超重状态。,(2)火箭停止工作后上升阶段，飞船具有向下的加速度，处于失重状态。,超重、失重和完

2、全失重比较,大于,小于,等于零,向上,向下,向下,减速下降,减速上升,例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,审题指导解答本题时应注意以下三点： (1)由体重计示数变化判断电梯的加速度方向； (2)由牛顿第二定律可求电梯的加速度； (3)无法确定电梯的速度方向。,答案D,变式训练1 关于超重和失重的

3、下列说法中，正确的是 () A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化,CD,(1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。 (2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。,拓展延伸 如图所示, 倾斜索道与水平面夹角为37, 当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢的人对厢底 的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其 体重的( ) A.

4、倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍,解析 当车厢沿钢索方向匀加速向上运动时, 人与车厢具有相同的加速度为a,将a分解为水 平方向分量a1和竖直方向分量a2,如右图所示, 则a1=acos 37=0.8a a2=asin 37=0.6a ,B,对人受力分析如右图所示.对人分别在水平方向和竖直方向应用牛顿第二定律列方程得: 水平:Ff=ma1 竖直:FN-mg=ma2 由解得:Ff=0.8ma 将式代入数据得: 1.25mg-mg=0.6ma 由解得:,答案 B,尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即ay0，物体就会出现超重或失重状态。,1.两个或两个以上物体相互连接参与运

5、动的系统称为连接体. 2.常见连接方式 ： 用轻绳(弹簧、杆)连接 直接接触 靠摩擦接触,连接体问题,3.求解连接体问题的方法：整体法与隔离法,(1) 整体法 当连接体内(即系统内)各物体的 相同时，可以把系统内的所有物体看成 ，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对 列方程求解的方法。 (2) 隔离法 当求系统内物体间 时，常把某个物体从系统中 出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对 出来的物体列方程求解的方法。,加速度,一个整体,整体,相互作用的内力,隔离,隔离,(3) 外力和内力 如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的 ，而系统内各物体间的相

6、互作用力为 。,外力,内力,【例2】相同材料的物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力 F，使两物块作匀加速直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。,(1)地面光滑，T=?,(2)地面粗糙，T=？,解：（1）由牛顿第二定律，对整体可得：F=(M+m)a 隔离m可得：T=ma 联立解得：T=mF/(M+m),(2) 由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a 隔离m可得：T-mg =ma 联立解得：T=mF/(M+m),T,T,f,(3)竖直加速上升，T=?,(4)斜面光滑，加速上升，T=?,解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)g=(M+m)a 隔离m可得：T-mg=ma

7、联立解得：T=mF/(M+m),解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)gsin=(M+m)a 隔离m可得：T-mgsin=ma 联立解得：T=mF/(M+m),由上式可知：,1. T 的大小与运动情况无关 (式中无 a、v),2. T 的大小与无关(水平、斜面、竖直方向都适用）,3. T 的大小与无关(光滑、粗糙皆可，只要相同）,变式训练2：如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平面上，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水平拉力F的最大值。,F,m2,m1,先分析m2 的受力情况：,

8、G2,N2,T,再分析m1m2整体受力情况：,m1 m2,G,N,F,F =(m1+m2)a=24N,整体法与隔离法的使用：,1.求内力：先整体求加速度，后隔离求内力。 2.求外力：先隔离求加速度，后整体求外力。,1.某人站在一台秤上，在此人迅速下蹲的过程中，台秤的读数( ) A. 先变大后变小，最后等于人的重力 B. 一直变大，最后等于人的重力 C. 先变小后变大，最后等于人的重力 D. 一直变小，最后等于人的重力,巩固提高,C,2.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( ),A.用弹簧秤测物体的重力 B.用天平测物体的质量 C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强,ABD,3.如右图所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为(C),4如右图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为 ( C),5.如图所示,不计绳的质