牛顿运动定律的应用（二）

1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律4.7用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二） 一、共点力物体的平衡：一、共点力物体的平衡： 1、平衡状态： 2、平衡条件： 一个物体在共点力作用下，如果保持一个物体在共点力作用下，如果保持 静止静止或者或者做匀速直线运动做匀速直线运动，我们就说这个物，我们就说这个物 体处于平衡状态。体处于平衡状态。静止或静止或匀速直匀速直线运动线运动V0a=0F合合0共点力作用下物体的平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件： 合外力为零合外力为零 F合合 = 01、二力平衡条件：两个力大小相等、方向相、二力平衡条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直

2、线上。反、作用在同一条直线上。2、三力平衡条件、三力平衡条件 任意两个力的合力与第三个大小相等、任意两个力的合力与第三个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。方向相反、作用在同一条直线上。 例题1、图中重物的质量为图中重物的质量为m，轻细线，轻细线AO和和BO的的A、B端是固定的，平衡时端是固定的，平衡时AO是水平的，是水平的，BO与水平与水平面的夹角为面的夹角为求求AO的拉力的拉力F1和和BO的拉力的拉力F2的的大小大小 物体受三个不平行外力作用而平衡，物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内且为则这三个力的作用线必在同一平面内且为共点力共点力GTFGN1N2 三力

3、汇交原理三力汇交原理3、多力平衡条件、多力平衡条件 正交分解法正交分解法 Fx = 0 Fy = 0练习1：如图所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将F45N的力沿逆时针方向转动900，其余三个力的大小和方向都不变，则此时物体所受合力为（）A、0B、10NC、D、5 2N5 22NF4F3F2F1C用弹簧秤测物体的重力时应使物用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？体处于什么状态？物体处于静止物体处于静止弹簧秤的示数是哪个力的示数？弹簧秤的示数是哪个力的示数？物体拉弹簧的力的示数物体拉弹簧的力的示数原理：原理： 根据根据平衡条件和牛顿第三定律平衡条件和牛顿第三定律知道：知道：弹簧

4、秤的示数等于物体重力的大小。弹簧秤的示数等于物体重力的大小。平衡状态平衡状态二、超重和失重二、超重和失重 用弹簧秤测物体的重力用弹簧秤测物体的重力时，突然时，突然向上加速向上加速，弹簧秤，弹簧秤的示数如何变化？的示数如何变化？物体的受力情况物体的受力情况FGav物体向上加速时：物体向上加速时：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：FGmaF ma G G物体所受的拉力物体所受的拉力F与物体对与物体对弹簧秤的拉力弹簧秤的拉力F（弹簧秤的弹簧秤的示数示数）大于大于物体的重力。物体的重力。超重和失重超重和失重 物体对支持物的压力物体对支持物的压力( (或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力) ) 大于物体所

5、受到的重力的情况称为大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。超重现象。1 1、超重、超重例例1 1、一个质量为、一个质量为70Kg70Kg的人乘电的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以时，电梯以3m/s3m/s2 2的加速度匀减的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板速下降，求这时他对电梯地板的压力。（的压力。（g=10m/sg=10m/s2 2）vaFmgvaFmgmaFmgF 910N解：人向下做匀减速直线解：人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得：根据牛顿第三定律，人对根据牛顿第三定律，人对地板的

6、压力大小也等于地板的压力大小也等于910N910N，方向竖直向下。，方向竖直向下。 超重对宇航员的影响超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的升空时，超重可达重力的9 9倍，超倍，超重使人不适，起初会感到头晕、重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到呕吐，超重达到3 3倍重力时既感到倍重力时既感到呼吸困难；超重达到呼吸困难；超重达到4 4倍重力时，倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对

7、超重的耐取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。受能力。宇航员的宇航员的平躺姿势平躺姿势F FG Ga av v物体向上减速时：物体向上减速时：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：G F maF G ma G物体所受的拉力物体所受的拉力F F与物体对与物体对弹簧秤的压力弹簧秤的压力FF（弹簧秤弹簧秤的示数的示数）小于小于物体的重力物体的重力 用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运用弹簧秤匀速拉物体时，突然向上减速运动，弹簧秤的示数如何变化？动，弹簧秤的示数如何变化？ 物体对支持物的压力物体对支持物的压力( (或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力) ) 小于物体所受到的重力的情况称小于物体所受到的重力的情

8、况称为失重现象。为失重现象。2 2、失重、失重例例2 2、在升降机中测人的体重，、在升降机中测人的体重，已知人的质量为已知人的质量为40kg40kg若升降机以若升降机以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度匀的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？加速下降，台秤的示数是多少？若升降机自由下落，台秤的示若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？数又是多少？vaFmg解：当升降机匀加速下降时，解：当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：根据牛顿第二定律可知： mgmg F F ma ma F F mg mg mama 根据牛顿第三定律可知根据牛顿第三定律可知: :台台秤秤的示数分别为的示数分别为30

9、0N300N和和0N0N。当当a a1 1=2.5m/s=2.5m/s2 2,F,F1 1=300N=300N当自由下落时，当自由下落时，a a2 2=g,F=g,F2 2=0N=0NvaFmg 物体对支持物的压力物体对支持物的压力( (或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) ) 等于等于0 0的情况称为完全失重现象。的情况称为完全失重现象。3 3、完全失重、完全失重例2：下面所示的情况中，对物体m来说，哪几种发生超重现象？哪几种发生失重现象？甲乙丙丁NG 超重超重NG 超重超重 总结：总结： 1）物体具有竖直物体具有竖直向上的加速度向上的加速度，即处，即处于于超重超重状态；状态； 2）物体具有竖

10、直物体具有竖直向下的加速度向下的加速度，即处，即处于于失重状态失重状态； 3）与运动的方向与运动的方向无关无关。mvaGNmvaGNmavGNmvaGN（四）超重、失重、视重和重力的区别（四）超重、失重、视重和重力的区别1、超重和失重是一种物理现象。2、视重是体重计的示数，指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力），是可以改变的。3、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规律：规律：a竖直向上 视重 重力 超重状态a竖直向下 视重 重力 失重状态超重或失重由a决定，与v方向无关太空中的失重环境太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、人造地球卫星、宇宙飞船、航天

11、飞机等航天器进入轨道后，航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于其中的人和物都将处于完全失完全失重状态。重状态。 物体将飘在空中；液滴成物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣免食物的碎渣“漂浮漂浮”在空中，在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔进入宇航员的眼睛、鼻孔空间站中的宇航员空间站中的宇航员在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。拉力或压力的大小。无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物