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用牛顿第二定律解决问题(二)



1 2
gt
2
G
例与练
1、从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛 一个石子,不考虑空气阻力,求5s末石子 速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。
以向上方向为正方向。
vt v0 gt
x正
V0
20m / s 105m/ s 30m/ s
x

v0t

1 2
gt 2
20 5m 1 10 52 m 25m x 2
运动情况
向上 运动
加速 减速
加速度方 向
拉力和重力的 关系
F>G F<G
现象 超重 失重
向下 运动
加速 减速
F<G F>G
失重 超重
思考:1.在超重、失重现象中物体的实际重力变化了没有?
2.物体的超重和失重是取决于速度还是取决于加速度?
3.根据表格的结果能得到什么实验结论?
超重的原因:物体具有竖直向上的加速度
课堂小结
定义 超重 F视>G
条件
实例
a向上或分量向上 (斜)向上加速
(斜)向下减速
失重
↓ 完全失重
F视<G F视=0
a向下或分量向下 (斜)向下加速 (斜)向上减速
a =g竖直向下 抛体运动
F视=G a=0
静止
(斜)向上、下匀速
特别提醒: 1.超重、失重的条件:只与a的方向有关,与v 的方向无关 2.超重、失重的实质:物体处于超重与失重状 态时,其重力并没改变,只是它对支持物的压 力(或悬挂物的拉力)变大或变小。
Vt
变式训练3 如图所示,A、B两物体叠放在一起, 以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法
正确的是( A )
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的 重力
小了?
N
X 1牛顿
10
2
8 4 中 国 制 造 MADE IN CHINA 6
(二)失重现象
例3、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上减速运动。求
弹簧秤和台秤的读数大小。
N
以物体为研究对象,受力如左图
由牛顿第二定律
a
mg-F=ma F=m(g-a)
N’ mg
a 弹簧的读数就是重物对弹簧
拉力F`的大小
机的运动可能是:
( BC )
A、加速上升
B、减速上升
C、加速下降
D、减速下降
F=k x f
二、从动力学看落体运动
1、自由落体运动
(1)自由落体运动定义
物体只在重力作用下从静止开始下落
的运动。
V0=0
(2)自由落体加速度
G
F合 =G=mg
a F合 mg g mm
2、竖直上抛运动
(1)竖直上抛运动定义
失重的原因:物体具有竖直向下的加速度
受力角度 加速度角度
规 超重状态 视重 > 重力 α 向上 律 失重状态 视重 < 重力 α 向下
物体处于超重或失重状态物体的重力不变
问题情境:已知人的质量为50kg,若该人和升降机 一起自由下落,测力计的示数又是多少?
解:对人进行受力分析
FN
有牛顿第二定律得:
F=G
N
G
N’
由牛顿第三定律
F=F` 所以弹簧的读数就是重力的大小。
G=N N=N` G=N`
视重
弹簧秤的读数是物体对弹簧秤的拉力大小 体重计的读数是物体对体重计的压力大小 我们把弹簧秤或体重计的读数叫做视重
超重和失重
静止 恢复原值
减速 示数变小
上升
匀速 恢复原值
上升
加速 示数变大
上升
静止 原值
3.升降机中站在测力计上的人,发现测力
计示数比自己的体重小,则B(D )
A.人受到的重力减小了 B.人受到的重力不变 C.升降机可能正在加速上升 D.升降机可能正在加速下降
4、原来做匀速运动的升降机内,有一被拉长弹簧拉
住的具有一定质量的物体A静止在底板上,如图,现
发现A突然被弹簧拉向右方,由此可以判断,此升降
G-FN=ma 代入数据得测力计对物体的拉力
V a=g
G
FN=0
由牛顿第三定律知测力计的示数为0
当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力
(或对悬挂物的拉力)将等于零,这种状态称为完全失重现 象。
让我想想……
瓶中的水为什么不会流出?
因为液体受到重力而使 内部存在压力,小孔以 上部分的水对以下部分 的水的压力造成小孔处 的水流出。
a mg
N’
F
由牛顿第三定律
F=F`
所以弹簧的读数为m(g+a) 。
N-mg=ma N=m(g+a) N=N`
F’
N`=m(g+a)
mg 总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的 压力)大于物体所受重力的现象叫超重.
静止 恢复原值
减速 上升
示数变小
匀速 恢复原值
上升
加速 上升
示数变大
静止 原值
思考:示数变 小说明什么变
当瓶子自由下落时,瓶中 的水处于完全失重状态, 小孔以上部分的水对以下 部分的水的没有压力,小 孔没有水流出。
在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都 会完全消失,比如天平失效,液体不再产生向下的压强(液 体气压计失效),单摆停摆,浸在水中的物体不受浮力等。
下列物体中,你觉得不能在太空舱中使用的仪器是:
如果人下蹲后又突然站起,情况又会怎样?
1.一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G,当此人
突然下蹲时,秤的读数( B )
A 先大于G,后小于G B 先小于G,后大于G C 大于G D 小于G
2、关于超重和失重,下列说法中正确的是( CD ) A、超重就是在某种情况下,物体的重、物体向下减速运动,处于超重状态 D、物体做自由落体运动时处于完全失重状态
物体以一定的初速度竖直向上抛出后
只在重力作用下的运动。
(2)竖直上抛运动加速度
V0
F合 =G=mg
a
F合
mg
g
G 方向竖直向下。
mm
(3)竖直上抛运动研究方法
以向上方向为正方向,竖直向上抛运动
是一个加速度为-g的匀减速直线运动。
(4)竖直上抛运动规律公式
V0
vt v0 gt
x

v0t
用 牛 顿 (定 二律 )解 决 问 题
你能解释这种 现象吗?……
思考:
1、瓶静止时,瓶中的水为什么 能流出?
2、瓶自由下落时,瓶中的水为 什么不可以流出?
重力怎样测量?
例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证 明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。
F F’
G
证明: 弹簧的读数就是重物对弹簧 拉力F`的大小 以物体为研究对象,受力如左图
思考: 示数变大说明什么
变大了?
N
X 1牛顿
10
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8 4 中 国 制 造 MADE IN CHINA 6
(一)超重现象
N
例2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。求 弹簧秤和台秤的读数。
以物体为研究对象,受力如左图 由牛顿第二定律
F-mg=ma F=m(g+a)
a 弹簧的读数就是重物对弹簧 拉力F`的大小
由牛顿第三定律
mg-N=ma
F
F=F`
N=m(g-a)
F’
所以弹簧的读数为m(g-a) 。
N=N` N`=m(g-a)
总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持
mg
物的压力)小于物体所受重力的现象叫失重.
做做看: 在同学们的桌子上都放有弹簧秤和钩码, 请两个同学为一组利用这两个实验仪器做 实验,观察超重与失重现象。
弹簧测力计 天平
体重计 铅笔 摆钟
(能 ) (不能) (不能 ) (能) (不能)
(三)、从物理走向生活
在体重计上做下蹲的过程中,体重计的示数怎样 变化?
过程分析: 由静止开始向下运动,
速度增加,具有向下的加速 度(失重);蹲下后最终速 度变为零,故还有一个向下 减速的过程,加速度向上 (超重)。
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