物理①必修47《用牛顿运动定律解决问题二》

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,F,G,a,v,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70,Kg,的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3,m/s,2,的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（,g=10m/s,2,）,v,a,F,mg,v,a,Fmg,ma,F,mg,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,910,N,根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910,N，,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,F,G,a,v,思考,物体向上减速时：,根据牛顿第二定律：,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40,kg,若升降机以2.5,m/s,2,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？,v,a,F,mg,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300,N,和0,N。,当,a,1,=2.5m/s,2,F,1,=300N,当自由下落时，,a,2,=,g,F,2,=0N,v,a,F,mg,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,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。,N,F,G,F,合,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,。,N,F,G,F,合,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,:,F,a,=G/cos,;F,b,=Gtan,方法二,(,分解法,):,物体受力分析如前,将,F,a,沿竖直方向和水平方向分解为,F,ay,和,F,ax,如图所示,应用平衡条件得,:F,a,cos=G,，即,:F,a,=G/cos,F,b,=F,a,sin=Gtan,本节小结,1,、超重,2,、失重,3,、完全失重,4,、共点力的平衡条件,再见！,