高中物理必修1第4章用牛顿运动定律解决问题经典例题解析(三)

2019/11/27 10:28:00 暂无评论

一、共点力的平衡条件及应用

1.对平衡条件的理解

(1)平衡条件:F0Fy=0(Fx=0)

(2)对应两种状态:

静止状态:a0v0

匀速直线运动状态:a0v0

(3)说明:物体某时刻速度为零,但F0,则不是平衡状态,如竖直上抛的物体到达最高点时,只是速度为零,不是平衡状态.

处于平衡状态的物体,沿任意方向的合力都为零.

2.处理共点力平衡问题的常用方法

(1)力的合成法——用于受三个力而平衡的物体

确定要合成的两个力;

根据平行四边形定则作出这两个力的合力;

根据平衡条件确定两个力的合力与第三个力的关系(等大反向)

根据三角函数或勾股定理解三角形.

(2)正交分解法——用于受三个及以上的力而平衡的物体

建立直角坐标系;

正交分解各力;

沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.

1 如图1所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P.设滑块所受支持力为FNOP与水平方向的夹角为θ,下列关系正确的是(  )

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【考点】共点力的平衡(解决较复杂的平衡问题)

【题点】三力平衡之三角形法


解共点力平衡问题的一般步骤

1.选取研究对象,对于有相互作用的两个或两个以上的物体构成的系统,应明确所选研究对象是系统整体还是系统中的某一个物体(整体法或隔离法).

2.对所选研究对象进行受力分析,并画出受力分析图.

3.对研究对象所受的力进行处理.对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成的平行四边形.对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解.

4.建立平衡方程.对于四力或四力以上的平衡问题,用正交分解法列出方程组.

二、超重和失重

如图2所示,某人乘坐电梯正在向上运动.

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(1)电梯启动瞬间加速度方向向哪?人受到的支持力比其重力大还是小?电梯匀速向上运动时,人受到的支持力比其重力大还是小?

(2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度方向向哪?人受到的支持力比其重力大还是小?

答案 (1)电梯启动瞬间加速度方向向上,人受到的合力方向向上,所以支持力大于重力;电梯匀速向上运动时,人受到的合力为零,所以支持力等于重力.

(2)减速运动时,因速度方向向上,故加速度方向向下,即人受到的合力方向向下,支持力小于重力.

1.视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.

当物体处于超重或失重状态时,物体的重力并未变化,只是视重变了.

2.超重、失重的比较

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3.对超重、失重的理解

(1)物体处于超重还是失重状态,只取决于加速度的方向,与物体的运动方向无关.

(2)发生超重和失重时,物体所受的重力并没有变化.

(3)发生完全失重现象时,与重力有关的一切现象都将消失.比如物体对支持物无压力,靠重力使用的仪器也不能再使用(如天平).只受重力作用的一切抛体运动,都处于完全失重状态.

2 (多选)在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3所示,在这段时间内下列说法正确的是(  )

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A.晓敏同学所受的重力变小了

B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重力

C.电梯一定在竖直向下运动

D.电梯的加速度大小为5(g),方向一定竖直向下

答案 BD

解析 晓敏在这段时间内处于失重状态,是由于晓敏对体重计的压力变小了,而晓敏的重力没有改变,A错误,B正确;人处于失重状态,加速度向下,可能向上减速运动,也可能向下加速运动,C错误;以竖直向下为正方向,有:mgFma,即50g40g50a,解得a5(g),方向竖直向下,D正确.

【考点】超重和失重

【题点】对超重、失重和完全失重的理解

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