人教版（2003）高中物理必修一第四章牛顿运动定律——4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）

用牛顿运动定律解决问题（二）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由牛顿第二定律可知，当物体所受合力为零时，加速度为零，物体处于平衡状态。所以，受共点力作用的物体保持平衡状态的条件就是合力为零平衡状态 例1：城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图4-7-6为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为G，∠AOB=θ，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？请思考：（1）轻质细绳中的受力特点如何？（2）可绕一端转动的轻杆只在两端受力时其受力特点如何？（3）分析钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力选谁为研究对象？其受力特点如何？（4）求钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力时的解题依据是什么？ 解法二： 人们在乘坐竖直电梯时会有什么感觉？ 分析电梯的运动：电梯从一楼上到十楼：电梯从十楼下到一楼：用力传感器模拟此运动从静止先向上加速，后匀速，快到时减速至静止。从静止先向下加速，后匀速，快到时减速至静止。 vaG以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析：设人的质量为m，升降机以加速度a加速上升。解：人为研究对象，人在升降机中受到两个力作用：重力G和地板的支持力Ｎ由牛顿第二定律得N—mg=ma故：N=mg+ma人受到的支持力N大于人受到的重力G总结：当系统有竖直向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。再由牛顿第三定律得：压力N/大于重力GN/N 以站在升降机里的体重计上的人为例分析，设人的质量为m，升降机以a的加速度加速下降。va分析：对人受力分析如图G由牛顿第二定律得mg—N=ma故：N=G—ma=mg—ma人受到的支持力N小于人受到的重力G总结：当系统有竖直向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。再由牛顿第三定律得：压力N/小于重力GN/N 拓展应用：超重：加速上升或减速下降（a竖直向上）失重：加速下降或减速上升（a竖直向下）mg—N=ma若N减小到零，人会有什么感觉？ 完全失重当升降机以加速度a=g竖直加速下降时F合=N—G=ma所以：N=G—mg=0,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这就是“完全失重”现象。天宫一号飞机失重 0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.无法用天平测量物体的质量但仍能测量拉力或压力的大小。 练习：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？mvamvamvamav甲乙丙丁N<G失重N>G超重N<G失重N>G超重GNGNGNGN向上减速运动向上加速运动向下加速运动向下减速运动 物体做自由落体运动的条件有哪些？物体做自由落体运动的条件有：第一，物体是从静止开始下落的，即运动的初速度为0。第二，运动过程中，它只受重力的作用。 在第二章，我们通过实验研究了自由落体运动，知道它是加速度不变的匀变速直线运动。自由落体运动的加速度为什么不变？根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它受的合力成正比，加速度的方向与合力的方向相同。物体做自由落体运动时只受重力作用，而且重力的大小、方向都不变，所以物体加速度的大小、方向也是恒定的。 思考讨论：（1）这个物体是不是做自由落体运动？（2）物体在运动过程中受哪些力的作用？加速度的大小和方向是否发生变化？（3）物体做什么性质的运动？利用什么规律解决问题？