粤教版必修一44牛顿第二定律03

粤教版必修一44牛顿第二定律03内容摘要：

态的分析 • 在平衡状态时 ， 物体对水平支持物的压力 （ 或对悬绳的拉力 ） 大小等于物体的重力 ． •当物体的 加速度竖直向上 时 ， 物体对支持物的压力大于物体的重力 ， 由 F－ mg=ma得 F=m（ g＋ a） mg， 这种现象叫做超重现象； •当物体的 加速度竖直向下 时 ， 物体对支持物的压力小于物体的重力 ， mg－ F=ma得 F=m（ g－ a） mg， 这种现象叫失重现象 ． •特别是当物体竖直向下的加速度为 g时 ， 物体对支持物的压力变为零 ， 这种状态叫 完全失重 状态 ． 五 、 超重与失重状态的分析 对超重和失重的理解应当注意以下几点： （ 1） 物体处于超重或失重状态时 ， 只是物体的 视重 发生改变 ， 物体的重力始终存在 ， 大小也没有变化 ， 因为万有引力并没有改变 ． （ 2） 发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无关 ，只决定于加速度的方向及大小 ． （ 3） 在完全失重的状态下 ， 平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失 ， 如单摆停摆 、 天平失效 、 浸在水中的物体不再受浮力 、 液体柱不再产生向下的压强等。 例 举重运动员在地面上能举起 120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起 100kg的重物，求升降机运动的加速度，若在以 的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物。 （ g取 10m/ s2 ） 思考：为什么运动员能举起的重物的重量发生了变化。 是物体的重力变了。 是运动员发挥的向上的最大支撑力 —— 举力变了。 答案：方向向上，大小为 2m/ s2。 160kg 【 例 9】 如图所示滑轮的质量不计 ， 已知三个物体的质量关系是： m1＝ m2+m3， 这时弹簧秤的读数为 T， 若把物体 m2从右边移到左边的物体 m1上 ， 弹簧秤的读数 T将 （ ） ； ； ； m1 m3 m2 【 解析 】 解法 1： 移 m2后 ， 系统左 、 右的加速度大小相同方向相反 ， 由于 ml十 m2＞ m3， 故系统的重心加速下降 ， 系统处于失重状态 ， 弹簧秤的读数减小 ， B项正确。 解法 2： :移后设连接绳的拉力为 T/， 系统加速度大小为 a。 对 （ ml＋ m2） ： （ m1＋ m2)g一 T/＝ （ ml＋ m2)a； 对 m3： T/一 m3g＝ m3a 消去 a， 可解得  321213/ 2mmmmmgmT对滑轮稳定后平衡：弹簧秤的读数 T＝ 2T/， 移动前弹簧秤的读数为 (m1＋ m2＋ m3)g， 比较可得移动后弹簧秤的读数小于 (m1＋ m2＋ m3） g。 故 B项正确。 【 例 10】 将金属块 m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中 ， 如图所示 ， 在箱的上顶板和下顶板装有压力传感器 ， 箱可以沿竖直轨道运动 ， 当箱以 a=动时 ， 上顶板的压力传感器显示的压力为 N,下底板的压力传感器显示的压力为 N。 (g取 10m/s2） （ 1)若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器的示数的一半 ， 试判断箱的运动情况； (2） 要使上顶板的压力传感器的示数为零 ， 箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的。 解析 ：由题意 ， 对金属块受力分析如图所示。 当向上匀减速运动时 ， 加速度方向向下 ， 设上顶板的压力传感器的示数为 N1， 弹簧弹力为 F,由牛顿第二定律有 N1＋ mg一 F＝ ma„„ ① 弹簧弹力 F等于下底板的压力传感器的示数 N2： F＝ N2=10N代入① 可解得 m=0． 5kg。 （ 1)依题意 ， N1=5 N,弹簧长度没有改变 ， F＝ 10N代入 ① 解得a=0， 说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。 (2)当整个箱体的加速度方向向上时有 F一 N1一 mg=ma， 求出 N1减至零的加速度： a=F/m g=10 m/s2。 上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做加速度不小于 10 m/s2的 向上加速 或 向下减速运动。 【 例 11】 一个人蹲在台秤上。 试分析： 在人突然站起的过程中 ， 台秤的示数如何变化。 【 解析 】 从蹲于台秤上突然站起的全过程中 ， 人体质心运动的 v— t图象如图所示。 在 0－ t1时间内：质心处于静止状态 —— 台秤示数等于体重。 F=mg。 在 t1－ t2时间内：质心作加速度 （ a） 减小的加速度运动 ， 处于超重状态 —— 台秤示数大于体重 F＝ mg十 ma＞ mg 在 t2时刻： a＝ 0， v＝ vmax， 质心处于动平衡状态 —— 台秤示数等于体重F=mg。 在 t2－ t3时间内：质心作加速度增大的减速运动 ， 处于失重状态 —— 台秤示数小于体重 F=mg－ ma＜ mg。 在 t3－ t4时间内：质心又处于静止状态 —— 台秤示数又等于体重 F＝ mg。 故台秤的示数先偏大，后偏小，指针来回摆动一次后又停在原位置。 【 例 12】 一人在井下站在吊台上 ， 用如图 4所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。 图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。 吊台的质量 m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是 a=,求这时人对吊台的压力。 (g=) 图 4 (m+M)g F F 图 5 a F FN Mg 图 6 分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象 ， 受力如图 5所示 ， F为绳的拉力 ,由牛顿第二定律有：2F(m+M)g=(M+m)a 则拉力大小为： 再选人为研究对象 ， 受力情况如图 6所示 ， 其中 FN是吊台对人的支持力。 由牛顿第二定律。