教案高三物理3.3《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用》.doc
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3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo):1掌握運(yùn)用牛頓三定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本方法、步驟2學(xué)會(huì)用整體法、隔離法進(jìn)行受力分析,并熟練應(yīng)用牛頓定律求解3理解超重、失重的概念,并能解決有關(guān)的問題4掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析問題的基本方法和基本技能教學(xué)重點(diǎn):牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn): 受力分析,牛頓第二定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用教學(xué)方法:講練結(jié)合,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程:一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律在動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用1運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的動(dòng)力學(xué)問題常??梢苑譃閮煞N類型(兩類動(dòng)力學(xué)基本問題):(1)已知物體的受力情況,要求物體的運(yùn)動(dòng)情況如物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度及時(shí)間等(2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,要求物體的受力情況(求力的大小和方向)但不管哪種類型,一般總是先根據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度,然后再由此得出問題的答案兩類動(dòng)力學(xué)基本問題的解題思路圖解如下:牛頓第二定律加速度a運(yùn)動(dòng)學(xué)公式運(yùn)動(dòng)情況第一類問題受力情況加速度a另一類問題牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可見,不論求解那一類問題,求解加速度是解題的橋梁和紐帶,是順利求解的關(guān)鍵。點(diǎn)評(píng):我們遇到的問題中,物體受力情況一般不變,即受恒力作用,物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式,如等.2應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟(1)認(rèn)真分析題意,明確已知條件和所求量,搞清所求問題的類型.(2)選取研究對(duì)象.所選取的研究對(duì)象可以是一個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的整體.同一題目,根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象.(3)分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.(4)當(dāng)研究對(duì)象所受的外力不在一條直線上時(shí):如果物體只受兩個(gè)力,可以用平行四邊形定則求其合力;如果物體受力較多,一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力;如果物體做直線運(yùn)動(dòng),一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上.(5)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程,物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式,按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算.(6)求解方程,檢驗(yàn)結(jié)果,必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.3應(yīng)用例析【例1】一斜面AB長為10m,傾角為30,一質(zhì)量為2kg的小物體(大小不計(jì))從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖所示(g取10 m/s2)(1)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間(2)若給小物體一個(gè)沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少? 解析:題中第(1)問是知道物體受力情況求運(yùn)動(dòng)情況;第(2)問是知道物體運(yùn)動(dòng)情況求受力情況。(1)以小物塊為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,如圖所示。物塊受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f,垂直斜面方向上受力平衡,由平衡條件得:mgcos30-N=0沿斜面方向上,由牛頓第二定律得:mgsin30-f=ma又f=N由以上三式解得a=0.67m/s2小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度:3.65m/s運(yùn)動(dòng)時(shí)間:s(2)小物體沿斜面勻速下滑,受力平衡,加速度a0,有垂直斜面方向:mgcos30-N=0沿斜面方向:mgsin30-f=0又f=N解得:0.58【例2】如圖所示,一高度為h=0.8m粗糙的水平面在B點(diǎn)處與一傾角為=30光滑的斜面BC連接,一小滑塊從水平面上的A點(diǎn)以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)小滑塊恰能沿光滑斜面下滑。已知AB間的距離s=5m,求:(1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間;解析:(1)依題意得vB1=0,設(shè)小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,則據(jù)牛頓第二定律可得f=mg=ma,所以a=g,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得得,t1=3.3s(2)在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=,t=t1+t2=4.1s【例3】靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg,在水平恒力F推動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng),4 s末它的速度達(dá)到4m/s,此時(shí)將F撤去,又經(jīng)6 s物體停下來,如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,求F的大小。解析:物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為兩段,前4 s物體做勻加速運(yùn)動(dòng),后6 s物體做勻減速運(yùn)動(dòng)。前4 s內(nèi)物體的加速度為 設(shè)摩擦力為,由牛頓第二定律得 后6 s內(nèi)物體的加速度為 物體所受的摩擦力大小不變,由牛頓第二定律得 由可求得水平恒力F的大小為點(diǎn)評(píng):解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí),受力分析是關(guān)鍵,對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的分析同樣重要,特別是像這類運(yùn)動(dòng)過程較復(fù)雜的問題,更應(yīng)注意對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的分析。在分析物體的運(yùn)動(dòng)過程時(shí),一定弄清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體的加速度是否相同,若不同,必須分段處理,加速度改變時(shí)的瞬時(shí)速度即是前后過程的聯(lián)系量。分析受力時(shí)要注意前后過程中哪些力發(fā)生了變化,哪些力沒發(fā)生變化。四、連接體(質(zhì)點(diǎn)組)在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí),有時(shí)為了方便,可以取一組物體(一組質(zhì)點(diǎn))為研究對(duì)象。這一組物體一般具有相同的速度和加速度,但也可以有不同的速度和加速度。以質(zhì)點(diǎn)組為研究對(duì)象的好處是可以不考慮組內(nèi)各物體間的相互作用,這往往給解題帶來很大方便。使解題過程簡單明了。二、整體法與隔離法1整體法:在研究物理問題時(shí),把所研究的對(duì)象作為一個(gè)整體來處理的方法稱為整體法。采用整體法時(shí)不僅可以把幾個(gè)物體作為整體,也可以把幾個(gè)物理過程作為一個(gè)整體,采用整體法可以避免對(duì)整體內(nèi)部進(jìn)行繁鎖的分析,常常使問題解答更簡便、明了。運(yùn)用整體法解題的基本步驟:明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過程.畫出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖.尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解2隔離法:把所研究對(duì)象從整體中隔離出來進(jìn)行研究,最終得出結(jié)論的方法稱為隔離法??梢园颜麄€(gè)物體隔離成幾個(gè)部分來處理,也可以把整個(gè)過程隔離成幾個(gè)階段來處理,還可以對(duì)同一個(gè)物體,同一過程中不同物理量的變化進(jìn)行分別處理。采用隔離物體法能排除與研究對(duì)象無關(guān)的因素,使事物的特征明顯地顯示出來,從而進(jìn)行有效的處理。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟:明確研究對(duì)象或過程、狀態(tài),選擇隔離對(duì)象.選擇原則是:一要包含待求量,二是所選隔離對(duì)象和所列方程數(shù)盡可能少.將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來;或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運(yùn)動(dòng)的全過程中隔離出來.對(duì)隔離出的研究對(duì)象、過程、狀態(tài)分析研究,畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過程示意圖.尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.3整體和局部是相對(duì)統(tǒng)一的,相輔相成的。隔離法與整體法,不是相互對(duì)立的,一般問題的求解中,隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化,往往兩種方法交叉運(yùn)用,相輔相成.所以,兩種方法的取舍,并無絕對(duì)的界限,必須具體分析,靈活運(yùn)用.無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(即中間未知量的出現(xiàn),如非待求的力,非待求的中間狀態(tài)或過程等)的出現(xiàn)為原則4應(yīng)用例析【例4】如圖所示,A、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng),求A、B間的彈力FN。解析:這里有a、FN兩個(gè)未知數(shù),需要要建立兩個(gè)方程,要取兩次研究對(duì)象。比較后可知分別以B、(A+B)為對(duì)象較為簡單(它們在水平方向上都只受到一個(gè)力作用)。可得點(diǎn)評(píng):這個(gè)結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時(shí)(A、B與水平面間相同);也可以推廣到沿斜面方向推A、B向上加速的問題,有趣的是,答案是完全一樣的?!纠?】如圖所示,質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計(jì).在已知水平推力F的作用下,A、B做加速運(yùn)動(dòng).A對(duì)B的作用力為多大?解析:取A、B整體為研究對(duì)象,其水平方向只受一個(gè)力F的作用根據(jù)牛頓第二定律知:F(2mm)aaF3m取B為研究對(duì)象,其水平方向只受A的作用力F1,根據(jù)牛頓第二定律知:F1ma故F1F3點(diǎn)評(píng):對(duì)連結(jié)體(多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體)問題,通常先取整體為研究對(duì)象,然后再根據(jù)要求的問題取某一個(gè)物體為研究對(duì)象.【例6】 如圖,傾角為的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向。解:以斜面和木塊整體為研究對(duì)象,水平方向僅受靜摩擦力作用,而整體中只有木塊的加速度有水平方向的分量??梢韵惹蟪瞿緣K的加速度,再在水平方向?qū)|(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律,很容易得到:如果給出斜面的質(zhì)量M,本題還可以求出這時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力大小為:FN=Mg+mg(cos+sin)sin,這個(gè)值小于靜止時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力。AB F【例7】如圖所示,mA=1kg,mB=2kg,A、B間靜摩擦力的最大值是5N,水平面光滑。用水平力F拉B,當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時(shí),A、B的加速度各多大?解析:先確定臨界值,即剛好使A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的F值。當(dāng)A、B間的靜摩擦力達(dá)到5N時(shí),既可以認(rèn)為它們?nèi)匀槐3窒鄬?duì)靜止,有共同的加速度,又可以認(rèn)為它們間已經(jīng)發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),A在滑動(dòng)摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)。這時(shí)以A為對(duì)象得到a =5m/s2;再以A、B系統(tǒng)為對(duì)象得到 F =(mA+mB)a =15N(1)當(dāng)F=10N15N時(shí),A、B間一定發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),用質(zhì)點(diǎn)組牛頓第二定律列方程:,而a A =5m/s2,于是可以得到a B =7.5m/s2【例8】如圖所示,質(zhì)量為M的木箱放在水平面上,木箱中的立桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,開始時(shí)小球在桿的頂端,由靜止釋放后,小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的,即a=g,則小球在下滑的過程中,木箱對(duì)地面的壓力為多少? 命題意圖:考查對(duì)牛頓第二定律的理解運(yùn)用能力及靈活選取研究對(duì)象的能力.B級(jí)要求.錯(cuò)解分析:(1)部分考生習(xí)慣于具有相同加速度連接體問題演練,對(duì)于“一動(dòng)一靜”連續(xù)體問題難以對(duì)其隔離,列出正確方程.(2)思維缺乏創(chuàng)新,對(duì)整體法列出的方程感到疑惑.解題方法與技巧:解法一:(隔離法)木箱與小球沒有共同加速度,所以須用隔離法.取小球m為研究對(duì)象,受重力mg、摩擦力Ff,如圖2-4,據(jù)牛頓第二定律得:mg-Ff=ma 取木箱M為研究對(duì)象,受重力Mg、地面支持力FN及小球給予的摩擦力Ff如圖.據(jù)物體平衡條件得:FN -Ff-Mg=0 且Ff=Ff 由式得FN=g由牛頓第三定律知,木箱對(duì)地面的壓力大小為FN=FN =g.解法二:(整體法)對(duì)于“一動(dòng)一靜”連接體,也可選取整體為研究對(duì)象,依牛頓第二定律列式:(mg+Mg)-FN = ma+M0故木箱所受支持力:FN=g,由牛頓第三定律知:木箱對(duì)地面壓力FN=FN=g.三、臨界問題在某些物理情境中,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過程中,由于條件的變化,會(huì)出現(xiàn)兩種狀態(tài)的銜接,兩種現(xiàn)象的分界,同時(shí)使某個(gè)物理量在特定狀態(tài)時(shí),具有最大值或最小值。這類問題稱為臨界問題。在解決臨界問題時(shí),進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,找出臨界狀態(tài)是解題的關(guān)鍵?!纠?】一個(gè)質(zhì)量為0.2 kg的小球用細(xì)線吊在傾角=53的斜面頂端,如圖,斜面靜止時(shí),球緊靠在斜面上,繩與斜面平行,不計(jì)摩擦,當(dāng)斜面以10 m/s2的加速度向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),求繩的拉力及斜面對(duì)小球的彈力.命題意圖:考查對(duì)牛頓第二定律的理解應(yīng)用能力、分析推理能力及臨界條件的挖掘能力。錯(cuò)解分析:對(duì)物理過程缺乏清醒認(rèn)識(shí),無法用極限分析法挖掘題目隱含的臨界狀態(tài)及條件,使問題難以切入.解題方法與技巧:當(dāng)加速度a較小時(shí),小球與斜面體一起運(yùn)動(dòng),此時(shí)小球受重力、繩拉力和斜面的支持力作用,繩平行于斜面,當(dāng)加速度a足夠大時(shí),小球?qū)ⅰ帮w離”斜面,此時(shí)小球受重力和繩的拉力作用,繩與水平方向的夾角未知,題目中要求a=10 m/s2時(shí)繩的拉力及斜面的支持力,必須先求出小球離開斜面的臨界加速度a0.(此時(shí),小球所受斜面支持力恰好為零)由mgcot=ma0所以a0=gcot=7.5 m/s2因?yàn)閍=10 m/s2a0所以小球離開斜面N=0,小球受力情況如圖,則Tcos=ma, Tsin=mg所以T=2.83 N,N=0.四、超重、失重和視重1超重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ?大于 物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件是物體具有 向上 的加速度。與物體速度的大小和方向無關(guān)。產(chǎn)生超重現(xiàn)象的原因:當(dāng)物體具有向上的加速度a(向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng))時(shí),支持物對(duì)物體的支持力(或懸掛物對(duì)物體的拉力)為F,由牛頓第二定律得Fmgma所以Fm(ga)mg由牛頓第三定律知,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ〧 mg.2失重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ?小于 物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。產(chǎn)生失重現(xiàn)象的條件是物體具有 向下 的加速度,與物體速度的大小和方向無關(guān).產(chǎn)生失重現(xiàn)象的原因:當(dāng)物體具有向下的加速度a(向下加速運(yùn)動(dòng)或向上做減速運(yùn)動(dòng))時(shí),支持物對(duì)物體的支持力(或懸掛物對(duì)物體的拉力)為F。由牛頓第二定律mgFma,所以Fm(ga)mg由牛頓第三定律知,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ〧 mg. 完全失重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài),叫做完全失重狀態(tài).產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件:當(dāng)物體豎直向下的加速度等于重力加速度時(shí),就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象。點(diǎn)評(píng):(1)在地球表面附近,無論物體處于什么狀態(tài),其本身的重力Gmg始終不變。超重時(shí),物體所受的拉力(或支持力)與重力的合力方向向上,測力計(jì)的示數(shù)大于物體的重力;失重時(shí),物體所受的拉力(或支持力)與重力的合力方向向下,測力計(jì)的示數(shù)小于物體的重力.可見,在失重、超重現(xiàn)象中,物體所受的重力始終不變,只是測力計(jì)的示數(shù)(又稱視重)發(fā)生了變化,好像物體的重量有所增大或減小。(2)發(fā)生超重和失重現(xiàn)象,只決定于物體在豎直方向上的加速度。物體具有向上的加速度時(shí),處于超重狀態(tài);物體具有向下的加速度時(shí),處于失重狀態(tài);當(dāng)物體豎直向下的加速度為重力加速度時(shí),處于完全失重狀態(tài).超重、失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。3應(yīng)用例析【例10】質(zhì)量為m的人站在升降機(jī)里,如果升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的絕對(duì)值為a,升降機(jī)底板對(duì)人的支持力F=mg+ma,則可能的情況是A.升降機(jī)以加速度a向下加速運(yùn)動(dòng)B.升降機(jī)以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng)C.在向上運(yùn)動(dòng)中,以加速度a制動(dòng)D.在向下運(yùn)動(dòng)中,以加速度a制動(dòng)解析:升降機(jī)對(duì)人的支持力F=mg+ma大于人所受的重力mg,故升降機(jī)處于超重狀態(tài),具有向上的加速度。而A項(xiàng)中加速度向下,C項(xiàng)中加速度也向下,即處于失重狀態(tài)。故只有選項(xiàng)B、D正確?!纠?1】下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中,能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是A用天平測量物體的質(zhì)量B用彈簧秤測物體的重力C用溫度計(jì)測艙內(nèi)的溫度D用水銀氣壓計(jì)測艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)解析:繞地球飛行的太空試驗(yàn)艙處于完全失重狀態(tài),處于其中的物體也處于完全失重狀態(tài),物體對(duì)水平支持物沒有壓力,對(duì)懸掛物沒有拉力。用天平測量物體質(zhì)量時(shí),利用的是物體和砝碼對(duì)盤的壓力產(chǎn)生的力矩,壓力為0時(shí),力矩也為零,因此在太空實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)不能完成。同理,水銀氣壓計(jì)也不能測出艙內(nèi)溫度。物體處于失重狀態(tài)時(shí),對(duì)懸掛物沒有拉力,因此彈簧秤不能測出物體的重力。溫度計(jì)是利用了熱脹冷縮的性質(zhì),因此可以測出艙內(nèi)溫度。故只有選項(xiàng)C正確。五、針對(duì)訓(xùn)練:1如圖所示,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上下振動(dòng)時(shí),框架始終沒有跳起。當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間,小球的加速度大小為A.g B. g C.0 D. g2如圖所示,A、B兩小球分別連在彈簧兩端,B端用細(xì)線固定在傾角為30的光滑斜面上,若不計(jì)彈簧質(zhì)量,在線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度分別為A都等于 B和0C和0 D0和 3.如圖,質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上,B與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡諧振動(dòng),振動(dòng)過程中A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng),設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,當(dāng)物體離開平衡位置的位移為x時(shí),A、B間摩擦力的大小等于A0BkC()kD()k4質(zhì)量為 m的物塊B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,A的質(zhì)量為2 m與地面間的摩擦不計(jì)。在已知水平推力F的作用下,A、B做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A對(duì)B的作用力為_。5質(zhì)量為60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上,當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí),體重計(jì)的讀數(shù)是多少?(1)升降機(jī)勻速上升(2)升降機(jī)以4 m/s2的加速度上升(3)升降機(jī)以5 m/s2的加速度下降(4)升降機(jī)以重力加速度g加速下降(5)以加速度a=12 m/s2加速下降6(1999年廣東)A的質(zhì)量m1=4 m,B的質(zhì)量m2=m,斜面固定在水平地面上。開始時(shí)將B按在地面上不動(dòng),然后放手,讓A沿斜面下滑而B上升。A與斜面無摩擦,如圖,設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑s距離后,細(xì)線突然斷了。求B上升的最大高度H。7質(zhì)量為200 kg的物體,置于升降機(jī)內(nèi)的臺(tái)秤上,從靜止開始上升。運(yùn)動(dòng)過程中臺(tái)秤的示數(shù)F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,求升降機(jī)在7s鐘內(nèi)上升的高度(取g10 m/s2)8空間探測器從某一星球表面豎直升空。已知探測器質(zhì)量為1500Kg,發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)力為恒力。探測器升空后發(fā)動(dòng)機(jī)因故障突然關(guān)閉,圖6是探測器從升空到落回星球表面的速度隨時(shí)間變化的圖線,則由圖象可判斷該探測器在星球表面達(dá)到的最大高度Hm為多少m?發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)力F為多少N?參考答案:1D 2D 3D 4N=(F+2mg) 5以人為研究對(duì)象,受重力和體重計(jì)的支持力F的作用,由牛頓第三定律知,人受到支持力跟人對(duì)體重計(jì)的壓力大小相等,所以體重計(jì)的讀數(shù)即為支持力的大小.(1)勻速上升時(shí),a=0,所以F-mg=0即F=mg=600 N(2)加速上升時(shí),a向上,取向上為正方向,則根據(jù)牛頓第二定律:F-mg=ma所以F=mg+ma=m(g+a)=840 N(3)加速下降時(shí),a向下,取向下為正方向,根據(jù)牛頓第二定律:mg-F=ma所以F=mg-ma=m(g-a)=300 N(4)以a=g加速下降時(shí),取向下為正,根據(jù)牛頓第二定律:mg-F=mg故F=0,即完全失重(5)以a=12 m/s2 加速下降,以向下為正,根據(jù)牛頓第二定律:F=mg-maF=mg-ma=m(g-a)=-120 N負(fù)號(hào)表示人已離開體重計(jì),故此時(shí)體重計(jì)示數(shù)為0.6H=1.2 s 7解析:在2s這段時(shí)間內(nèi)臺(tái)秤示數(shù)為3000,即超重1000N,這時(shí)向上的加速度;在25s這段時(shí)間內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)為2000 N,等于物體的重力,說明物體做勻速運(yùn)動(dòng);在57s這段時(shí)間內(nèi),臺(tái)秤的示數(shù)為F31000 N,比物重小1000N,即失重,這時(shí)物體做勻減速上升運(yùn)動(dòng),向下的加速度。畫出這三段時(shí)間內(nèi)的v - t圖線如圖所示,v - t圖線所圍成的面積值即表示上升的高度,由圖知上升高度為:h50 m.8Hm=480m F= 11250 N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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