目的要求

了解竖直方向上有加速度时物体出现的超重或失重现象

知识要点

超重和失重:当物体处于有竖直方向的加速度时,视重就不等于物体实重了。当加速度向上时视重大于实重(这种现象叫超重);当加速度向下时视重小于实重(这种现象叫失重);当加速度向下且大小为g时视重为零(这种现象叫完全失重)

注意:

(1)物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化;

(2)发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关,只决定于物体的加速度方向;

(3)在完全失重状态,平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。

例题分析

  例1、如图所示,升降机内质量为m的小球用轻弹簧系住,悬在升降机内,当升降机以a=加速度减速上升时,弹簧秤的系数为(   A   )

A、2mg/3   B、mg/3

   C、4mg/3   D、mg

拓展1:若以a=g加速下降时,则弹簧秤示数为多少?

拓展2:若以a=g/3加速上升时,则弹簧秤示数为多少?

小 结:通过本例可知:加速度向上时,拉(支持)物体的拉(支持)力大于重力,形成超重;加速度向下时,拉(支持)物体的拉(支持)力小于物体的重力,形成失重。

例2、如图所示,电梯与水平面成300的角,当电梯加速运动时,人对电梯水平面的压力为其重力的6/5,求人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?

解析:对人受力分析,竖直方向由于支持力大于重力,故有竖直向上分加速度;由于人随电梯一起运动,故人的加速度只能沿斜面向上,所以人有水平分加速度,而水平方向的分加速度只是由于梯给人摩擦力提供的。即:人受到三个力作用--重力、弹力、摩擦力。

拓展1:如果电梯以同样的加速度下降,人对电梯面压力为其重力的多少倍?此时梯面对人的摩擦力是重力的多少倍?

  拓展2:如果人与梯面间的动摩擦因数μ=要使人相对梯面静止,电梯向下运动加速度最大为多少?

例3、如图所示,电梯中有一桶水,水面上漂浮一木块,其质量为m,静止时木块一部分浸在水中,当电梯以a加速上升时,问木块浸在水中的深度如何变化?(不变)

注意:

(1)电梯加速运动时,水也处在超重状态;

(2)物体所受浮力是物体上、下表面受到的水的压力差f=m(ga)V

   

目的要求

训练已知物体运动情况求受力情况

知识要点

解题的基本思路与上节所述相同,只是在已知运动情况时,通常的加速度先由运动学规律求得,然后再由牛顿第二定律求受力情况。

例题分析

  例1、如图所示,木块A放在斜面体B上处于静止,当斜面体向右作加速度逐渐增大的加速运动时,木块A仍相对B静止,则木块A受到的支持力N和摩擦力f大小有:(  D  )

A、N增大,f增大;   B、N不变,f增大;

C、N减小,f不变;   D、N减小,f增大;

注意:在建立坐标系进行正交分解矢量力和加速度时,按水平--竖直

和平行斜面--垂直斜面两种方式建立,比较看哪种建立方可以使运动

更简捷

例2、如图所示,斜面体光滑且倾角θ=,用细线拴一个质量为m=10kg小球放在斜面体上,且细线与斜面体平行,求:

(1)静止时,小球受到支持力N1和细线拉力F1  (50牛、50牛)

(2)若斜面体以a=水平向右加速,小球受到的支持力N2和细线拉力F2  (25牛、125牛)

(3)若斜面体以a=g水平向右加速,小球受到的支持力N3和细线拉力F3  (0、100牛)

(4)若要使拉小球的细线拉力为F4=0则斜面体对小球支持力N4多大?此时斜面体的加速度大小,方向又如何?(mg/cosθ、、方向向左)

   

注意:在按照本例第②问求解第③问时,结果中出现N为负值

这时要求学生认真分析它的物理意义及可能性,从而判断出

①此时小球已经离开了斜面体了。即支持力为零,求解绳对球的拉力时,

注意绳与水平面间的夹角不是了。

②这种题型隐含了临界问题。

2、牛顿第二定律解题的基本思路:

(1)仔细审题,弄清题目所给的物理条件和物理过程,明确要求的物理量;

(2)确定研究对象(物体或系统),灵活采用“整体法”或“隔离法”;

(3)分析研究对象的受力情况,画出受力图示:①已知力、②场力、③接触力(先弹力后摩擦力);

(4)选取坐标系,列动力学方程(坐标系选取原则:让尽可能多矢量的分布在坐标轴上);

(5)选择适当的运动学规律求解运动学量;

                            

例题分析

例1、如图所示,一物块从倾角为Θ,长为S的斜面顶端由静止开始下滑,物块与斜面间的滑动摩擦系数为μ,求物块滑到底端所需时间?

拓展:如果物体在斜面底端以初速度v0沿斜面上滑,假如物体不会到达斜面顶端,求物体到斜面底端时的速度,物体上滑和下滑时间谁长?

   

例2、如图所示,质量为m=1kg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成Θ=300,球与杆间的动摩擦因数μ=。小球受到竖直向上的拉力F作用。若F=20N,则小球运动的加速度大小为多少?方向怎样?

   

例3、质量为m=2.0kg的物体原来静止在粗糙的水平面上,现在在第1、3、5…奇数秒内给物体施加大小为6N方向水平向右的推力,在第2、4、6…偶数秒内给物体施加大小为2N方向仍水平向右的推力。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1。g=10m/s2。问:物体在奇数和偶数秒内各做什么性质的运动?经过多长时间物体位移大小为40.25米?

 0  402288  402296  402302  402306  402312  402314  402318  402324  402326  402332  402338  402342  402344  402348  402354  402356  402362  402366  402368  402372  402374  402378  402380  402382  402383  402384  402386  402387  402388  402390  402392  402396  402398  402402  402404  402408  402414  402416  402422  402426  402428  402432  402438  402444  402446  402452  402456  402458  402464  402468  402474  402482  447090 

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