4.7《用牛顿运动定律解决问题(二)同步测试doc--高中物理 .doc
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1、 永久免费组卷搜题网第四章牛顿运动定律 第七节 用牛顿运动定律解决问题(二)基础知识导学1物体处于平衡状态是指和状态2二力平衡的条件是这两个力、共线、反向3共点力平衡的条件是4超重、失重中的重是视重即人们能看到的物体对支持物的或对悬挂物的物体处于超重或失重时,物体所受的力并未改变5物体处于超重时,物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)物体的重力;物体处于失重时,物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)物体的重力;物体处于完全失重时,物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)为(选填大于,小于或零)疑点、易错点释析处理物体平衡问题的步骤:(1)隔离研究对象多为受力物体,也可以是一个受力点;有时用整体法
2、会有明显的效果(2)分析研究对象所受的力,作出受力图(3)由平衡条件F合0结合题中的几何条件列出方程求解未知量在共点力作用的情况中,若已知的是角度,用正弦定理或坐标法较好;若已知的是边长,通过相似三角形找比例关系较好;若受力在三个以上,一般都用坐标法来列方程(4)在较复杂的问题中,单选一个研究对象列出的方程不够时,还需另选相关的别的物体作为对象,补列方程(5)由作用力与反作用力的关系正确回答问题对超重和失重的理解应当注意以下几点:(1)物体处于超重和失重状态时,物体的重力始终存在,大小也没有发生变化(2)超重或失重与物体的速度无关,只决定于加速度的大小和方向(3)在完全失重的状态下,平常一切由
3、重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向下的压强等典型例题分析及方法点拨例1、一台起重机以a=0.50ms2的加速度匀加速起吊一箱货物,货物的质量m=9.0102kg那么,货物对起重机钢丝绳的拉力是多大?【精析】这个题目是根据运动情况求力货物受两个力的作用:重力G和钢丝绳的拉力T(图3-13),根据牛顿第二定律可以求出T但题目要求求出货物对钢丝绳的拉力T根据牛顿第三定律知道,货物对钢丝绳的拉力T和钢丝绳对货物的拉力T是一对作用力和反作用力,所以,只要求出T的大小,就可以知道T的大小【解答】货物在G和T的合力作用下,以加速度a=0.50ms2竖直
4、向上运动根据牛顿第二定律T-G=ma,可得T=G+ma=m(g+a)=9.0102(9.8+0.50)N=9.3103N根据牛顿第三定律,货物对钢丝绳的拉力T的大小也是9.3103N注意它比货物受到的重力要大 例2、如图所示:A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为()AF=MgBMgF(M+m)g 【精析】当电磁铁通电,铁板被吸引上升的过程中,铁片具有向上的加速度,导致整个装置的重心具有向上的加速度,处于超重状态,从而F(M+m)g 【解答】D 【说明】灵活运用超重、失重知
5、识、对一些动力学问题的答更为简捷、准确例3、某人在a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75kg的物体,则此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=50kg的物体,则此升降机上升的加速度为多大?(g=10m/s2) 【精析】设此人在地面上的最大“举力”是F,那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为F,【解答】以物体为研究对象:当升降机以加速度a=2m/s2匀加速下降时,对物体有:m1g-F=m1a1F=m1(g-a)F=75(10-2)=600(N)设人在地面上最多可举起质量为m0的物体。则F=m0g=60(kg)当升降机以a2匀加速上升时,对物体有:F-m2g=m2
6、a2=2(m/s2)升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2【说明】1在题中的三种状态下,人的举力大小_(填“相等”、“不等”)2注意牛顿第二定律中的同一性,即是F、m和a都是对于同一过程中同一个物体而言的例4 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图所示已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计取重力加速度g10m/s2当人以440N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( )Aa1.0m/s2,F260NB、a1.0m/s2,F330NCa3.0m/s2,Fl10ND、a3.0m/s2,F50N【精析】求加速度或力考生
7、很容易知道要用牛顿定律本题稍难之处是要求考生对实际的装置有正确的受力分析能力把人和吊板合在一起,分析该系统所受的外力,然后用牛顿定律很易求得它们的加速度;再单独研究人或吊板受力,列出牛顿定律,就可进一步确定人对吊板的压力【解答】以ml表示人的质量,m2表示吊板的质量,FT表示人与绳之间的拉力,因为绳及滑轮的质量以及摩擦皆可不计,所以绳与吊板之间的拉力也是FT以吊板为对象,它受三个力作用,即绳的拉力FT,方向向上;人对它的压力F以及它所受的重力,方向都向下根据牛顿第二定律有FT-F-m2gm2a 对人来说,他也受三个力作用,即绳对他的拉力FT和吊板对它的支持力F,方向都向上,它所受的重力m1g,
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