牛頓運動定律的應(yīng)用（二）

1、第四章第四章 牛頓運動定律牛頓運動定律4.7用牛頓運動定律解決問題（二）用牛頓運動定律解決問題（二） 一、共點力物體的平衡：一、共點力物體的平衡： 1、平衡狀態(tài)： 2、平衡條件： 一個物體在共點力作用下，如果保持一個物體在共點力作用下，如果保持 靜止靜止或者或者做勻速直線運動做勻速直線運動，我們就說這個物，我們就說這個物 體處于平衡狀態(tài)。體處于平衡狀態(tài)。靜止或靜止或勻速直勻速直線運動線運動V0a=0F合合0共點力作用下物體的平衡條件：共點力作用下物體的平衡條件： 合外力為零合外力為零 F合合 = 01、二力平衡條件：兩個力大小相等、方向相、二力平衡條件：兩個力大小相等、方向相反、作用在同一條直

2、線上。反、作用在同一條直線上。2、三力平衡條件、三力平衡條件 任意兩個力的合力與第三個大小相等、任意兩個力的合力與第三個大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。方向相反、作用在同一條直線上。 例題1、圖中重物的質(zhì)量為圖中重物的質(zhì)量為m，輕細線，輕細線AO和和BO的的A、B端是固定的，平衡時端是固定的，平衡時AO是水平的，是水平的，BO與水平與水平面的夾角為面的夾角為求求AO的拉力的拉力F1和和BO的拉力的拉力F2的的大小大小 物體受三個不平行外力作用而平衡，物體受三個不平行外力作用而平衡，則這三個力的作用線必在同一平面內(nèi)且為則這三個力的作用線必在同一平面內(nèi)且為共點力共點力GTFGN1N2 三力

3、匯交原理三力匯交原理3、多力平衡條件、多力平衡條件 正交分解法正交分解法 Fx = 0 Fy = 0練習(xí)1：如圖所示，某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，若將F45N的力沿逆時針方向轉(zhuǎn)動900，其余三個力的大小和方向都不變，則此時物體所受合力為（）A、0B、10NC、D、5 2N5 22NF4F3F2F1C用彈簧秤測物體的重力時應(yīng)使物用彈簧秤測物體的重力時應(yīng)使物體處于什么狀態(tài)？體處于什么狀態(tài)？物體處于靜止物體處于靜止彈簧秤的示數(shù)是哪個力的示數(shù)？彈簧秤的示數(shù)是哪個力的示數(shù)？物體拉彈簧的力的示數(shù)物體拉彈簧的力的示數(shù)原理：原理： 根據(jù)根據(jù)平衡條件和牛頓第三定律平衡條件和牛頓第三定律知道：知道：彈簧

4、秤的示數(shù)等于物體重力的大小。彈簧秤的示數(shù)等于物體重力的大小。平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)二、超重和失重二、超重和失重 用彈簧秤測物體的重力用彈簧秤測物體的重力時，突然時，突然向上加速向上加速，彈簧秤，彈簧秤的示數(shù)如何變化？的示數(shù)如何變化？物體的受力情況物體的受力情況FGav物體向上加速時：物體向上加速時：根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓第二定律：FGmaF ma G G物體所受的拉力物體所受的拉力F與物體對與物體對彈簧秤的拉力彈簧秤的拉力F（彈簧秤的彈簧秤的示數(shù)示數(shù)）大于大于物體的重力。物體的重力。超重和失重超重和失重 物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏幕驅(qū)覓煳锏睦? ) 大于物體所

5、受到的重力的情況稱為大于物體所受到的重力的情況稱為超重現(xiàn)象。超重現(xiàn)象。1 1、超重、超重例例1 1、一個質(zhì)量為、一個質(zhì)量為70Kg70Kg的人乘電的人乘電梯下樓?？斓酱巳艘サ臉菍犹菹聵??？斓酱巳艘サ臉菍訒r，電梯以時，電梯以3m/s3m/s2 2的加速度勻減的加速度勻減速下降，求這時他對電梯地板速下降，求這時他對電梯地板的壓力。（的壓力。（g=10m/sg=10m/s2 2）vaFmgvaFmgmaFmgF 910N解：人向下做勻減速直線解：人向下做勻減速直線運動，加速度方向向上。運動，加速度方向向上。根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第三定律，人對根據(jù)牛頓第三定律，人對地板的

6、壓力大小也等于地板的壓力大小也等于910N910N，方向豎直向下。，方向豎直向下。 超重對宇航員的影響超重對宇航員的影響 宇航員在飛船起飛和返回地宇航員在飛船起飛和返回地面時，處于超重狀態(tài)，特別是在面時，處于超重狀態(tài)，特別是在升空時，超重可達重力的升空時，超重可達重力的9 9倍，超倍，超重使人不適，起初會感到頭暈、重使人不適，起初會感到頭暈、嘔吐，超重達到嘔吐，超重達到3 3倍重力時既感到倍重力時既感到呼吸困難；超重達到呼吸困難；超重達到4 4倍重力時，倍重力時，頸骨已不能支持頭顱，有折斷的頸骨已不能支持頭顱，有折斷的危險。所以升空時宇航員必須采危險。所以升空時宇航員必須采取橫臥姿勢，以增強對

7、超重的耐取橫臥姿勢，以增強對超重的耐受能力。受能力。宇航員的宇航員的平躺姿勢平躺姿勢F FG Ga av v物體向上減速時：物體向上減速時：根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓第二定律：G F maF G ma G物體所受的拉力物體所受的拉力F F與物體對與物體對彈簧秤的壓力彈簧秤的壓力FF（彈簧秤彈簧秤的示數(shù)的示數(shù)）小于小于物體的重力物體的重力 用彈簧秤勻速拉物體時，突然向上減速運用彈簧秤勻速拉物體時，突然向上減速運動，彈簧秤的示數(shù)如何變化？動，彈簧秤的示數(shù)如何變化？ 物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏幕驅(qū)覓煳锏睦? ) 小于物體所受到的重力的情況稱小于物體所受到的重力的情

8、況稱為失重現(xiàn)象。為失重現(xiàn)象。2 2、失重、失重例例2 2、在升降機中測人的體重，、在升降機中測人的體重，已知人的質(zhì)量為已知人的質(zhì)量為40kg40kg若升降機以若升降機以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度勻的加速度勻加速下降，臺秤的示數(shù)是多少？加速下降，臺秤的示數(shù)是多少？若升降機自由下落，臺秤的示若升降機自由下落，臺秤的示數(shù)又是多少？數(shù)又是多少？vaFmg解：當升降機勻加速下降時，解：當升降機勻加速下降時，根據(jù)牛頓第二定律可知：根據(jù)牛頓第二定律可知： mgmg F F ma ma F F mg mg mama 根據(jù)牛頓第三定律可知根據(jù)牛頓第三定律可知: :臺臺秤秤的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為30

9、0N300N和和0N0N。當當a a1 1=2.5m/s=2.5m/s2 2,F,F1 1=300N=300N當自由下落時，當自由下落時，a a2 2=g,F=g,F2 2=0N=0NvaFmg 物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? ) 等于等于0 0的情況稱為完全失重現(xiàn)象。的情況稱為完全失重現(xiàn)象。3 3、完全失重、完全失重例2：下面所示的情況中，對物體m來說，哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象？哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象？甲乙丙丁NG 超重超重NG 超重超重 總結(jié)：總結(jié)： 1）物體具有豎直物體具有豎直向上的加速度向上的加速度，即處，即處于于超重超重狀態(tài)；狀態(tài)； 2）物體具有豎

10、直物體具有豎直向下的加速度向下的加速度，即處，即處于于失重狀態(tài)失重狀態(tài)； 3）與運動的方向與運動的方向無關(guān)無關(guān)。mvaGNmvaGNmavGNmvaGN（四）超重、失重、視重和重力的區(qū)別（四）超重、失重、視重和重力的區(qū)別1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。2、視重是體重計的示數(shù)，指支持物對物體的支持力（或懸掛物對物體的拉力），是可以改變的。3、物體的重力與運動狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。規(guī)律：規(guī)律：a豎直向上 視重 重力 超重狀態(tài)a豎直向下 視重 重力 失重狀態(tài)超重或失重由a決定，與v方向無關(guān)太空中的失重環(huán)境太空中的失重環(huán)境 人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天

11、飛機等航天器進入軌道后，航天飛機等航天器進入軌道后，其中的人和物都將處于其中的人和物都將處于完全失完全失重狀態(tài)。重狀態(tài)。 物體將飄在空中；液滴成物體將飄在空中；液滴成絕對的球形，宇航員站著睡覺絕對的球形，宇航員站著睡覺和躺著睡覺沒有差別；食物要和躺著睡覺沒有差別；食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣免食物的碎渣“漂浮漂浮”在空中，在空中，進入宇航員的眼睛、鼻孔進入宇航員的眼睛、鼻孔空間站中的宇航員空間站中的宇航員在航天飛機中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用！在航天飛機中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用！彈簧測力計無法測量物彈簧測力計無法測量物體的重力，但仍能測量體的重力，但仍能測量拉力或壓力的大小。拉力或壓力的大小。無法用天平測量物體的質(zhì)量無法用天平測量物