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- 2021-05-24 发布
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作业讲评
§ 1、解:对物体受力分析如图所示,在静摩擦力f作用下沿
水平方向匀加速,设加速度为a,
§ 由牛顿第二定律得: μmg=ma
§ 解得 a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2
§ 设其加速至v=4m/s所需时间为t,
§ 由v=at得,
§ t=v/a=4/1 s=4s
§ 此过程位移x=at2/2 =1×42/2 m=8m<12m,
§ 则物体在后一段位移内相对传送带静止做匀速直线运动,
§ 设所需时间为t’,此段位移为x’=xAB-x=12m-8m=4m,
§ 则:x’=vt’
§ 得:t’=x’/v=4/4 s=1s
§ 所以物体从A到B所需总时间T=t+t’=4s+1S=5s
v
A B
mg
f
N
§ 2、解:设小球加速度为a,对小球受力分析如图,
建立直接坐标系,由牛顿第二定律得:
§ X轴:Fsinθ=ma ①
§ Y轴:Fcosθ =mg ②
§ 联立以上方程得:
§ a=gtanθ ③
§ 设A物体的质量为mA
§ 对物体A进行受力分析,建立直坐标系,
§ 由牛顿第二定律得:
§ X轴:F1=mAa ④
§ Y轴:F2=mAg ⑤
§ 又因F2=μF1 ⑥
§ 联立以上方程可解得:
§ μ=1/tanθ
aA θ θ
X
Y
F
G
x
y
第四章 力与运动
用弹簧秤测物体的重力时应使物
体处于什么状态?
物体处于静止
弹簧秤的示数是哪个力的示数?
物体拉弹簧的力的示数
原理:
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。
——平衡状态
用弹簧秤测物体的重力
时,突然向上加速,弹簧秤
的示数如何变化?
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:
F-G=ma
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) v
a
F
mg
v
a
F-mg=ma
F
m
g
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
F
G
a
v
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40kg
①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?
②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300N和0N。
①当
a1=2.5m/s2,F1=300N②当自由下落时,
a2=g,F2=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
例2:下面所示的情况中,对物体m来说,哪几种发
生超重现象?哪几种发生失重现象?
甲
乙
丙
丁
NG 超重
NG 超重
总结:
1)物体具有竖直
向上的加速度,即处
于超重状态;
2)物体具有竖直
向下的加速度,即处
于失重状态;
3)与运动的方向
无关。
mv a
G
N
mv a
G
N
m
av
G
N
m
v a
G
N
(四)超重、失重、视重和重力的区别
1、超重和失重是一种物理现象。
2、视重是体重计的示数,指支持物对物体的支持
力(或悬挂物对物体的拉力),是可以改变的。
3、物体的重力与运动状态无关,不论物体处于
超重还是失重状态,重力不变。
规律:
a竖直向上 视重 > 重力 超重状态
a竖直向下 视重 < 重力 失重状态
超重或是失重由a决定,与v方向无关
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
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用!
弹簧测力计无法测量物
体的重力,但仍能测量
拉力或压力的大小。
无法用天平测量物体的质量
0
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形 制造理想的滚珠
制造泡沫金属
练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
练习2、一个木块漂浮在桌面的一杯水中,现假设撤去桌
面,木块和杯子一起自由向下运动,问木块受到的浮力
有无变化?
v
拓展:如图,球B放在容器A内,且B略小于A,将
它们以一定的速度向上抛出,不计空气阻力,在A
和B上升的过程中,A和B间作用力情况? v
练习3、如图所示,底座A上装有一根足够长的直
立长杆,其总质量为M,杆上套有质量为m的圆
环B,它与杆有摩擦,当圆环以初速度V0向上飞
起时,圆环的加速度为a,底座不动。
(1)定性分析环在上升过程中,A对地面的压力
与整体的重力相比较谁大?
(2)计算在整个过程中,水平面对底座的支持
力多大?(设摩擦力不变)
A
Bv0
本节小结
1、超重
2、失重
3、完全失重
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