人教版必修一47《用牛頓定律解決問(wèn)題(二)》8(文件)
【正文】 此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？(g取 10 m/s2)． 【 解析 】 人舉物體時(shí)，其最大舉力是確定的，由于電梯做加速 運(yùn)動(dòng)，物體有 “ 超重 ” 和 “ 失重 ” 兩種情況，其運(yùn)動(dòng)可由牛頓第二定律分析．加速下降時(shí)，合外力向下，對(duì)物體而言，重力大于舉力．反之，重力小于舉力． (1)站在地面上的人，最大舉力為 F＝ m1g＝ 60 10 N＝ 600 N. 在加速下降的電梯內(nèi)，人的最大舉力 F仍為 600 N，由牛頓第二定律得 m2g－ F＝ m2a， 所以加速度 a ＝ g －Fm 2＝????????10 －6 0 080m / s2＝ 2 . 5 m / s2. (2 ) 在加速上升的電梯里，人的舉力不變，同理得 F － m 3 g ＝ m 3 a ， 所以 m 3 ＝Fg ＋ a＝6 0 01 2 . 5 kg ＝ 48 k g . 【 答案 】 (1) m/s2 (2)48 kg 此人在地面上的最大 “舉力 ”是 F，那么他在以不同的加速度運(yùn)動(dòng)的電梯里最大 “舉力 ”仍為 F，這是解決本題的關(guān)鍵，同時(shí)注意要合理利用牛頓第二定律及 F合 與 a的方向相同這一規(guī)律列出方程． 某實(shí)驗(yàn)小組，利用 DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象，他們?cè)陔娞輧?nèi)做實(shí)驗(yàn)，在電梯的地板上放置一個(gè)壓力傳感器，在傳感器上放一個(gè)重為 20 N的物塊，如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中計(jì)算機(jī)顯示出傳感器所受物塊的壓力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖乙所示．以下根據(jù)圖象分析得出的結(jié)論中正確的是 ( ) A． 從時(shí)刻 t1到 t2，物塊處于失重狀態(tài) B． 從時(shí)刻 t3到 t4，物塊處于失重狀態(tài) C．電梯可能開(kāi)始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層 D．電梯可能開(kāi)始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層 【 解析 】 由圖可知在 0～ t t2～ t3及 t4之后，傳感器所受壓力大小等于物塊的重力大?。?t1～ t2時(shí)間段內(nèi)，傳感器所受壓力大小大于物塊重力，處于超重狀態(tài)，加速度向上； t3～ t4時(shí)間段內(nèi)，壓力小于物塊重力，處于失重狀態(tài)，加速度向下．綜上所述選項(xiàng) B、 C正確． 【 答案 】 BC “ 動(dòng)態(tài)平衡 ” 是指平衡問(wèn)題中的一部分力是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，所以叫動(dòng)態(tài)平衡，這是力平衡問(wèn)題中的一類難題．解決這類問(wèn)題的一般思路是：把“ 動(dòng) ” 化為 “ 靜 ” ， “ 靜 ” 中求 “ 動(dòng) ” ． 如右圖所示，把球夾在豎直墻面 AC和木板 BC之間，不計(jì)摩擦，球?qū)Φ膲毫?FN1，球
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