牛頓運動定律的應(yīng)用(二)共點力的平衡

1、10. 牛頓運動定律的應(yīng)用（二）：共點力的平衡 超重和失重1、高考解讀真題品析知識：V-t圖；超、失重 例1. （09年廣東物理）8.某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，至?xí)r間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運行的v-t圖可能是（取電梯向上運動的方向為正）解析：由圖可知，在t0- t1時間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實際重量，則處于失重狀態(tài)，此時具有向下的加速度，在t1-t2階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量，則既不超重也不失重，在t2-t3階段，彈簧秤示數(shù)大于實際重量，則處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度，若電梯向下運動，則t0-t1時間內(nèi)向下加速， t1-t2階段勻速運動，t

2、2-t3階段減速下降，A正確；BD不能實現(xiàn)人進(jìn)入電梯由靜止開始運動，C項t0-t1內(nèi)超重，不符合題意。答案：A點評：正確識圖、用圖理解好物理情景。對超重、失重的理解：超重并不是說重力增加了，失重并不是說重力減小了，完全失重也不是說重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生變化。在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等。熱點關(guān)注知識：失重的理解 例2. 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面：沒有空氣；重力加速度約為地球表面的1/6；沒有磁場。

3、若宇航員登上月球后，在空中同時釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)υ虑虻挠绊懀韵抡f法正確的有（ ）A、氫氣球和鉛球都處于超重狀態(tài)B、氫氣球?qū)⑾蛏霞铀偕仙?，鉛球加速下落C、氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到地面D、氫氣球和鉛球都將下落，且同時落地解析：沒有空氣，說明物體不受浮力B選項錯。重力加速度約為地球表面的1/6，說明物體要下落且同時落地D選項對。答案：D 2、知識網(wǎng)絡(luò)考點。1.超重：當(dāng)物體具有向上的加速度時，物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w本身重力的現(xiàn)象。 2. 失重：當(dāng)物體具 有向下的加速度時，物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w本身重力的現(xiàn)象。3. 完全失重

4、：當(dāng)物體的以加速度a=g豎直向下加速或豎直向上減速時（自由落體運動、豎直上拋運動），物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕默F(xiàn)象。3、復(fù)習(xí)方案基礎(chǔ)過關(guān)重難點：牛頓運動定律、受力分析、過程分析、能量問題 例3. （09年江蘇物理）9.如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長，運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個水平恒力，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有A當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機械能最大B當(dāng)A、B加速度相等時，A、B的速度差最大C當(dāng)A、B的速度相等時，A的速度達(dá)到最大D

5、當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大 解析：對A、B在水平方向受力分析如圖，F(xiàn)1為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為a時，對有，對有，得，在整個過程中的合力（加速度）一直減小而的合力（加速度）一直增大，在達(dá)到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于的合力（加速度）。兩物體運動的v-t圖象如圖，tl時刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2時刻兩物體的速度相等，速度達(dá)到最大值，兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機械能增加，tl時刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時，系

6、統(tǒng)機械能并非最大值。 答案：BCD點評：處理本題的關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力分析和運動過程分析，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。典型例題 FF(m人+m椅)ga例4（09年安徽卷）22（14分）在2008年北京殘奧會開幕式上，運動員手拉繩索向上攀登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神。為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕 繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示。設(shè)運動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當(dāng)運動員與吊椅一起正以加速度上升時，試求 （1

7、）運動員豎直向下拉繩的力； （2）運動員對吊椅的壓力。解析：解法一:(1）設(shè)運動員受到繩向上的拉力為F，由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有： 由牛頓第三定律，運動員豎直向下拉繩的力（2）設(shè)吊椅對運動員的支持力為FN，對運動員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：Fm人g a FN 由牛頓第三定律，運動員對吊椅的壓力也為275N解法二:設(shè)運動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運動員豎直向下的拉力為F，對吊椅的壓力大小為FN。根據(jù)牛頓第三定律，繩對運動員的拉力大小為F，吊椅對運動員的支持力為FN。分別以運動員和吊椅為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律 由得 答案：440N，275N點評：連接體問題的處理方法整體法：連接體和各物體如果有共同的加速度，求加速度可把連接體作為一個