物理必修用牛顿运动定律解决问题二.ppt

1、用牛顿运动定律 解决问题（二）,用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？,物体处于平衡状态,弹簧秤的示数是哪个力的？,物体拉弹簧的力的示数,根据平衡条件和牛顿第三定律知道： 弹簧秤的示数等于物体重力的大小。,思考,用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速、减速运动，弹簧秤的示数如何变化？,分析,物体的受力情况,物体向上加速时：,根据牛顿第二定律：,FGma,F ma G G,物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F（弹簧秤的示数）大于物体的重力。,超重和失重,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。,1、超重,例1、一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此

2、人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/s2）,Fmgma,解：人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得：,F 910N,根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N，方向竖直向下。,超重对宇航员的影响,宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。,宇航员的 平躺姿势,思考,物体向上减速时：,根据牛顿第二

3、定律：,G F ma,F G ma G,物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F（弹簧秤的示数）小于物体的重力,用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。,2、失重,例2、在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg 若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？ 若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？,解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知： mg F ma F mg ma,根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。,当a1=2.5m/s2,F1=300N,

4、当自由下落时，a2=g,F2=0N,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于0的情况称为完全失重现象。,3、完全失重,太空中的失重环境,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态。 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔,空间站中的宇航员,例1.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,共点力的平衡条件

5、,如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。,共点力作用下物体的平衡条件是： 合力等于零，即F合=0。,示例1：用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块所受重力为5N的木块匀速向上拉，这时弹簧测力计上的示数是1.4N，求斜面对木块的弹力的大小。,分析：木块在重力G和弹簧测力计的拉力F及斜面的弹力N的作用下做匀速直线运动，所以三力平衡，三力的合力为零。,解1：将G和F合成为F合，由F=0可知： 即斜面对木块的弹力是4.8N。,想一想：还有没有其他方法来解本题？,本题也可用力的分解求解。其解题思路又该怎样？,1.确定研究对象并对它作全面的受力分析，画出受力示意图。 2.应用共点力作用下物体的平衡条件。在应用这个平衡条件时可以运用：(1)力的合成法；(2)力的分解法：将物体所受外力根据具体情况进行分解。,共点力作用下物体平衡问题的解题思路:,示例2:如图所示，用两根绳子把一重力为G的物体挂起来，绳子OB是水平的，绳子OA跟竖直方向间夹角为，求两根绳子对物体的拉力分别是多大?,解:方法一(合成法) 确定此物体为研究对象,对物体进行受力分析,如图所示。,由图根据几何知识可得: Fa=G/cos; Fb=Gtan,方法二(分解法): 物体受力分析如前, 将Fa沿竖直方向和水平方向分解为F