用牛頓運動定律解決問題二(2)-在線瀏覽
2025-06-17 02:26本頁面
【正文】 動、浸在水中的物體不受浮力等．靠重力才能使用的儀器，也不能再使用，如天平、液體氣壓計等． 【 典例 2】 一個質(zhì)量是 50 kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一個彈簧測力計，彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量為 mA＝ 5 kg的物體 A，當升降機向上運動時，他看到彈簧測力計的示數(shù) 圖 4－ 7－ 4 為 40 N，如圖 4－ 7－ 4所示， g取 10 m/s2，求此時人對地板的壓力． 規(guī)范解答 升降機所處的運動狀態(tài)未知，但可由 A物體的運動狀態(tài)分析求得． 以 A為研究對象，對 A進行受力分析如右圖所示． 選向下的方向為正方向，由牛頓第二定律可得 mAg－ FT＝mAa， 再以人為研究對象，他受到向下的重力 m人 g和地板的支持力 FN. 所以 a ＝ m A g － F TmA＝ 5 10 － 405 m /s 2 ＝ 2 m /s 2 仍選向下的方向為正方向，同樣由牛頓第二定律可得方程 m人 g－ FN＝ m人 a 所以 FN＝ m人 g－ m人 a＝ 50 (10－ 2) N＝ 400 N 則由牛頓第三定律可知，人對地板的壓力大小為 400 N，方向豎直向下． 答案 人對地板的壓力大小為 400 N，方向豎直向下 超重還是失重，取決于加速度的方向，加速度方向向上 (或有向上的分量 )，物體處于超重狀態(tài)，加速度方向向下 (或有向下的分量 )，物體處于失重狀態(tài)． 比重力 “超出”還是“失去”多少，取決于豎直方向上的加速度大小，質(zhì)量為 m的物體有在豎直方向上大小為 a的加速度，此物體的視重比其重力大 (或小 )ma. 【 跟蹤 2】 下列哪個說法是正確的 ( )． A．體操運動員雙手握住單杠在空中不動時處于失重狀態(tài) B．蹦床運動員在空中上升和下降過程中都處于失重狀態(tài) C．舉重運動員在舉起杠鈴后的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài) D．游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài) 解析 當物體具有向上的加速度時，即向上做加速運動或向下做減速運動時，物體處于超重狀態(tài)；當物體具有向下的加速度時，即向下做加速運動或向上做減速運動時，物體處于失重狀態(tài)．只有選項 B中運動員的加速度為重力加速度，方向豎直向下，處于失重狀態(tài)，而且處于完全失重狀態(tài)；在其他的選項中，運動員處于靜止狀態(tài)，即處于平衡狀態(tài)． 答案 B 超重、失重現(xiàn)象的產(chǎn)生條件是具有豎直方向的加速度，我們可用牛頓第二定律分析其本質(zhì)，故對超重、失重問題的處理方法是：用牛頓第二定律去定量地列方程分析，以加速度方向為正方向，列方程時注意使用牛頓第三定律，因為壓力和支持力并不是一回事，同時注意物體具有向上或向下的加速度與物體向上運動還是向下運動無關． 超重、失重問題的處理方法 【 典例 3】 如圖 4－ 7－ 5所示把盛水容器放在臺秤的托盤上，用固定在容器底部的細線使小木球懸浮在水中．若細線突然斷裂，則在小木球上浮到水面的過程
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