第七节--用牛顿运动定律解决问题(二)

1、4.7 用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(二二) 共点力作用下物体的平衡条件超重和失重 1 1、我们常见的物体的运动状态有哪些、我们常见的物体的运动状态有哪些种类？种类？2 2、如果物体受力平衡，那么物体的运、如果物体受力平衡，那么物体的运动情况如何？动情况如何？我们常见的运动状态有变速运动和匀速运我们常见的运动状态有变速运动和匀速运动，最常见的是物体静止的情况。动，最常见的是物体静止的情况。如果物体受力平衡，物体将做匀速直线运如果物体受力平衡，物体将做匀速直线运动或保持静止状态，这要看物体的初速度情况。动或保持静止状态，这要看物体的初速度情况。3 3、请同学们列举生活中物体处于平

2、衡、请同学们列举生活中物体处于平衡状态的实例状态的实例. .FG2. 2.共点力共点力作用在物体的同一点作用在物体的同一点作用线相交于同一点作用线相交于同一点1. 1.平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持静静止止或或匀速直线运动匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于状态，我们就说这个物体处于平衡状态平衡状态 一、共点力的平衡条件一、共点力的平衡条件平衡状态平衡状态静止静平衡静止静平衡匀速直线运动动平衡匀速直线运动动平衡a=0根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F F合合=ma=maF F合合=0=0总结总结(v=0,a=0)(v0,a=0)想一想：速想一想：

3、速度等于与度等于与静止是一回静止是一回事吗？事吗？4 4、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是什么？是什么？共点力作用下物体的平衡条件是合力为零共点力作用下物体的平衡条件是合力为零5 5、竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬、竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间，物体是否处于平衡状态？间，物体是否处于平衡状态？物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的状态，并不是物体运动速度为零的位置。处于竖状态，并不是物体运动速度为零的位置。处于竖直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零，而加直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零，而加速度并不为零，它的速度立刻就会

4、发生改变，所速度并不为零，它的速度立刻就会发生改变，所以不能认为物体处于平衡状态。以不能认为物体处于平衡状态。三个力平衡，合力为零，则任意两个力的三个力平衡，合力为零，则任意两个力的合力与第三个力必定大小相等，方向相反，作合力与第三个力必定大小相等，方向相反，作用在同一直线上。推广到多个力平衡，如果物用在同一直线上。推广到多个力平衡，如果物体受到多个共点力作用处于平衡状态，则其中体受到多个共点力作用处于平衡状态，则其中任意一个力一定与其余的力的合力大小相等方任意一个力一定与其余的力的合力大小相等方向相反向相反 6 6、若一个物体受三个力而处于平衡状态，、若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中

5、一个力与另外两个力的合力间满则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？到多个力的平衡？OGAB例题例题1 1、城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，、城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。如图所示为这类结构经常用三角形的结构悬挂。如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆的一种简化模型。图中硬杆OB OB 可绕通过可绕通过B B点且垂点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量是如果悬挂物的重量是G G，角，角AOBAOB等于等于 ，钢索

6、，钢索OAOA对对O O点的拉力和杆点的拉力和杆OB OB 对对O O点的支持力各是多大点的支持力各是多大? ?解：三个力的合力为解：三个力的合力为0 0，则这三个力在任何方向，则这三个力在任何方向的分矢量之和一定为的分矢量之和一定为0 0。建立坐标系分别如图所示，分别写出三个力建立坐标系分别如图所示，分别写出三个力在在X X方向和方向和Y Y方向的分矢量，于是一定有方向的分矢量，于是一定有F F2 2F F1 1coscos =0=0F F1 1sinsin F F3 3=0=0由以上两式解出钢索由以上两式解出钢索OAOA受到的拉力受到的拉力F F1 1硬杆硬杆OBOB的支持力的支持力F F

7、2 2F1OGF2F3xyABsinsin31GFFtancos12GFF解题方法：解题方法： (1 (1）物体受二力作用：利用二力平衡条件解答）物体受二力作用：利用二力平衡条件解答. .(2 (2）物体受三力作用：常用有合成法、正交分解法、）物体受三力作用：常用有合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法等解法。效果分解法、三角形法等解法。(3)(3)物体受三个以上力作用：常用正交分解法。物体受三个以上力作用：常用正交分解法。练习练习1 1、下列各组共点的三个力可能平衡的是：、下列各组共点的三个力可能平衡的是：( ( ) )A.3NA.3N，4N4N，8N 8N B.6NB.6N，10N10N

8、，2N2NC.8NC.8N，7N7N，4N 4N D.7ND.7N，9N9N，16N16NC D练习练习2 2、用三根轻绳将质量为、用三根轻绳将质量为m m的物块悬挂在空中，的物块悬挂在空中，如图所示。已知如图所示。已知acac和和bcbc与竖直方向的夹角分别为与竖直方向的夹角分别为 3030和和6060，则，则acac绳和绳和bcbc绳中的拉力分别为绳中的拉力分别为: :A A31,22mgmg B B13,22mgmgC C31,42mgmgD D13,24mgmg CmbamgFacFbc600A静态平衡静态平衡静态平衡静态平衡答案答案F1 =G/cos37o=1.25GF2 = Gta

9、n37o = 0.75G练习练习3 3：如图所示，重为：如图所示，重为G G10N10N的小球在竖直挡的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为板作用下静止在倾角为=37=37o o的光滑斜面上，已知的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：挡板也是光滑的，求： （1 1）斜面对小球弹力）斜面对小球弹力F F1 1的大小；的大小；（2 2）挡板对小球弹力）挡板对小球弹力F F2 2的大小。的大小。G练习练习4 4、质量为、质量为m m的物体放在倾角为的物体放在倾角为 的斜面上，的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为它与斜面的滑动摩擦因数为 ，在水平恒定推力，在水平恒定推力F F的作用下，物体沿斜面匀速向上运动

10、。则物体受的作用下，物体沿斜面匀速向上运动。则物体受到的摩擦力是（到的摩擦力是（ ）FNFfFA、mgcosB、(mgcos+Fsin)C、Fcos-mgsin D、FsinBCF1F2G2G1静态平衡静态平衡练习练习5 5、质量为、质量为m m的木块在推力的木块在推力F F作用下，在水平作用下，在水平地面上做地面上做匀速运动匀速运动，如图所示，已知木块与地面，如图所示，已知木块与地面间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为 ，那么木块受到的滑动摩擦力，那么木块受到的滑动摩擦力为为 （ ） A Amg mg B B （mg + Fsinmg + Fsin）C C （mg - Fsinmg - Fsin

11、） D DFcosFcosF静态平衡静态平衡练习练习6 6、在、在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验实验中，使中，使b b弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持动，在这过程中保持O O点位置不变和点位置不变和a a弹簧秤的弹簧秤的拉伸方向不变，则关于拉伸方向不变，则关于a a、b b弹簧秤的读数变化弹簧秤的读数变化是是( )( )A.A.a a增大，增大，b b减小减小 B B. a. a减小，减小，b b增大增大C.C. a a减小，减小，b b先增先增 大后减小大后减小D.D. a a减小减小，b b先减小后增大先减小后增大oF

12、aFbD分析动态平衡的解题思路分析动态平衡的解题思路: :(1)(1)解析法：解析法：求出因变量与自变量的一般函数表求出因变量与自变量的一般函数表达式，然后根据自变量的变化，确定因变量的达式，然后根据自变量的变化，确定因变量的变化变化. . (2)(2)图解法：图解法：画出不同状态下的力的矢量图（画画出不同状态下的力的矢量图（画在同一个图中），然后根据表示力的有向线段在同一个图中），然后根据表示力的有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。的长度变化判断各个力的变化情况。 (3)(3)相似法：相似法：用力的矢量三角形与几何三角形相用力的矢量三角形与几何三角形相似列比例式，然后进行分析。似列比例式

13、，然后进行分析。动态平衡动态平衡答案答案球对斜面的压力一直在减小球对斜面的压力一直在减小球对挡板的压力先减小后增大球对挡板的压力先减小后增大练习练习7 7：如图所示，一个重为：如图所示，一个重为G G的小球，夹在斜面的小球，夹在斜面与竖直挡板之间保持静止，斜面倾角为与竖直挡板之间保持静止，斜面倾角为3737o o，不计，不计一切摩擦，现使挡板从图示竖直位置缓慢的顺时一切摩擦，现使挡板从图示竖直位置缓慢的顺时针转为水平，这个过程中小球对斜面与竖直挡板针转为水平，这个过程中小球对斜面与竖直挡板的压力大小是怎么变化的的压力大小是怎么变化的. .动态平衡动态平衡练习练习8 8：如图所示，用水平细线将电

14、灯拉到图示位：如图所示，用水平细线将电灯拉到图示位置，若保持灯的位置不变，将细线由水平位置顺置，若保持灯的位置不变，将细线由水平位置顺时针转到竖直为止的过程中，细线受到的拉力如时针转到竖直为止的过程中，细线受到的拉力如何变化？何变化？ 答案答案OAOA绳上的拉力先减小后增大绳上的拉力先减小后增大OBOB绳上的拉力一直在减小绳上的拉力一直在减小1. 1.共点力平衡的共点力平衡的条件：条件：物体受合力为物体受合力为0 02. 2.求解共点力作用下平衡问题的求解共点力作用下平衡问题的步骤步骤 （1 1）确定研究对象）确定研究对象 （2 2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；）对研究对象进行受力分析

15、，并画受力图； （3 3）据物体的受力和已知条件，选用力的合成、）据物体的受力和已知条件，选用力的合成、分解、正交分解法，确定解题方法；分解、正交分解法，确定解题方法； （4 4）解方程，进行讨论和计算）解方程，进行讨论和计算 飞船准备发射时宇航员的情况空间站绿叶上的水滴地球绿叶上的露珠向上向上迅速迅速提纸带提纸带纸带为什么会断呢？啪啪实验1杯子里装满水，静止在杯子里装满水，静止在水平桌面上，当塞子拔出时，水平桌面上，当塞子拔出时，将观察到什么现象？将观察到什么现象？ 这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔孔以

16、上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。处的水流出。7 7、水喷出来的原因是什么？、水喷出来的原因是什么？ 这时我们发现虽然这时我们发现虽然杯壁上有孔，但水却杯壁上有孔，但水却没有流出来。没有流出来。如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢？如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢？你知道为什么宇航员在准备升空时要躺着吗？向上迅速提纸带，纸带为什么会断呢？为什么空间站的水滴和地球上的露珠的形状不一样？装水的瓶子自由下落过程中，水为什么没有从瓶壁的小孔流出？水不喷出是因为水失去重力水不喷出是因为水失去重力了吗？了吗？分别是超重和失重引起的分别是超重和失重引起的那什么是超重和失重呢？那什么是超重

17、和失重呢？ 用弹簧秤测物体的重力时用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？应使物体处于什么状态？物体处于平衡状态物体处于平衡状态弹簧秤的示数是哪个力的？弹簧秤的示数是哪个力的？物体拉弹簧的力的示数物体拉弹簧的力的示数根据平衡条件和牛顿第三定律知道：根据平衡条件和牛顿第三定律知道：弹簧秤的示数弹簧秤的示数等于等于物体重力的大小物体重力的大小. .实验现象实验现象：弹簧秤和物体弹簧秤和物体一起加速上升，弹簧秤示一起加速上升，弹簧秤示数大于物体的重力。数大于物体的重力。 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，弹簧，弹簧秤的示数如何变化？秤的示数如何变化？9 9、物体的重力真的

18、变大了吗？、物体的重力真的变大了吗？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：F FG GmamaF F mama G G G G根据牛顿第三定律可根据牛顿第三定律可知，物体所受的拉力知，物体所受的拉力F F与与物体对弹簧秤的拉力物体对弹簧秤的拉力FF（弹簧秤的示数）相等，（弹簧秤的示数）相等，大于大于物体的重力。物体的重力。一、超重现象：一、超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。情况称为超重现象。1. 1.定义定义: :1010、

19、你能举出生活中有关超重现象的实你能举出生活中有关超重现象的实例吗？例吗？产生超重现象的条件是什么产生超重现象的条件是什么? ?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宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可特别是在升空时，超重可达重力的达重力的9 9倍倍，超重使人不，超重使人不适，起初会感到头晕、呕适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到吐，超重达到3 3倍倍重力时既重力时既感到呼吸困难；超重达到感到呼吸困难；超重达到4 4倍倍重力时，颈骨已不能支重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采

20、所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。重的耐受能力。宇航员的平躺姿势宇航员的平躺姿势例题例题2 2：一个质量为：一个质量为70Kg70Kg的人乘电梯下楼。快到此的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以人要去的楼层时，电梯以3m/s3m/s2 2的加速度的加速度匀减速下匀减速下降降，求这时他对电梯地板的压力。（，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/sg=10m/s2 2）vaFmgmaFmg解解人向下做匀减速直线运动，人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。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：F 910N根据牛顿第三定律，人对

21、地板的压力大小也等于根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N910N，方向竖直向下。，方向竖直向下。2. 2.产生超重的条件：产生超重的条件：物体有向上的加速度物体有向上的加速度加速加速上升上升减速减速下降下降实验和例题可以看出产生超重现象的条件实验和例题可以看出产生超重现象的条件1111、知道了什么是超重现象，接着请大、知道了什么是超重现象，接着请大家思考什么是失重现象，日常生活中有家思考什么是失重现象，日常生活中有哪些属于失重现象。哪些属于失重现象。FGav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 G F F mamaF F G G ma ma G

22、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弹簧秤秤的压力的压力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用弹簧秤匀速匀速拉物体时，突然拉物体时，突然向上减速向上减速运运动，弹簧秤的示数如何变化？动，弹簧秤的示数如何变化？二、失重现象：二、失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。失重现象。1. 1.定义定义: :1212、失重现象中物体对、失重现象中物体对支持物的压力支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力，（或对悬挂物的拉力）小于物体的重

23、力，那么这个压力那么这个压力( (或拉力或拉力) )可不可能为零？可不可能为零？如果可能，产生的条件是什么如果可能，产生的条件是什么? ?例题例题3 3、在升降机中测人的体重，已知人的质量为、在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg40kg，若升降机以若升降机以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度的加速度匀加速下降匀加速下降，台秤的示数是多少？台秤的示数是多少？若升降机若升降机自由下落自由下落，台秤的，台秤的示数又是多少？示数又是多少？解解：当升降机匀加速下降时，根当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：据牛顿第二定律可知： mgmg F F ma Fma F mgmg mama 根

24、据牛顿第三定律可知：根据牛顿第三定律可知：台秤台秤的的示数分别为示数分别为300N300N和和0N0N。当当a a1 1=2.5m/s=2.5m/s2 2，F F1 1=300=300N N当自由下落时，当自由下落时，a a2 2= =g g，F F2 2=0=0N NvaFmg2. 2.完全失重：完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完物的拉力）等于零的情况称为完全失重，就好像物体没有受到重全失重，就好像物体没有受到重力一样。力一样。3. 3.产生失重的条件：产生失重的条件：物体有向下的加速度物体有向下的加速度减速减速上升上升加速加速下降

25、下降实验和例题可以看出产生实验和例题可以看出产生失重失重现象的条件现象的条件实验和例题可以看出产生实验和例题可以看出产生完全失重完全失重现象的条件现象的条件物体的物体的 的加速度的加速度等于等于g两种情况：两种情况：4 4、物体发生超重还是失重现象，只跟物体的加、物体发生超重还是失重现象，只跟物体的加速度方向有关，物体具有速度方向有关，物体具有向上向上（或或 向下向下）的加）的加速度时，它就处于速度时，它就处于超重超重（或失重或失重）状态；与运）状态；与运动的方向无关。动的方向无关。我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重。拉力叫做物体的视重。

26、5 5、发生发生超重超重或或失重失重现象时，物体的现象时，物体的重力不变重力不变，只是只是视重视重发生发生改变改变。13、发生超重和失重现象时，物体实际、发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？受的重力是否发生了变化？日常生活中的超重和失重现象日常生活中的超重和失重现象人在体重计人在体重计上突然下蹲至静上突然下蹲至静止的过程中，体止的过程中，体重计的示数重计的示数是否是否变化？怎样变化变化？怎样变化?再突然起立又会再突然起立又会怎样？怎样？开始下蹲时加速度：开始下蹲时加速度：竖直向下竖直向下失重失重将要蹲下时加速度：将要蹲下时加速度：竖直向上竖直向上超重超重读数变小读数变小读数变

27、大读数变大分析：人下蹲是由静止开始向下做加速运动，分析：人下蹲是由静止开始向下做加速运动，蹲下后最终速度变为零，蹲下后最终速度变为零，做减速运动做减速运动先变小再变大最后不变（等于重力）。先变小再变大最后不变（等于重力）。开始站起时加速度：开始站起时加速度：竖直向上竖直向上超重超重将要站起时加速度：将要站起时加速度：竖直向下竖直向下失重失重读数变大读数变大读数变小读数变小人人突然向上迅速站起来突然向上迅速站起来是由静止开始向上做是由静止开始向上做加速运动，加速运动，站立后最终速度变为零，站立后最终速度变为零，做减速运动做减速运动先变大再变小最后不变（等于重力）。先变大再变小最后不变（等于重力）

28、。试分析前面引入实验中，当杯子自由下落时，试分析前面引入实验中，当杯子自由下落时，为什么杯中的水不喷出？为什么杯中的水不喷出？解：当杯子自由下落解：当杯子自由下落时，杯中的水处于完时，杯中的水处于完全失重状态，水的内全失重状态，水的内部没有压力，故水不部没有压力，故水不会喷出。但杯子中水会喷出。但杯子中水的重力仍然存在，其的重力仍然存在，其作用效果是用来产生作用效果是用来产生重力加速度。重力加速度。完全失重的情况下所有和完全失重的情况下所有和重力有关重力有关的仪器都无法使用！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，体的重力，但仍能测量但仍能测量拉力或压力的大小。拉力

29、或压力的大小。利用完全失重条件的科学研究利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造理想的滚珠制造泡沫金属制造泡沫金属课堂小结课堂小结超重和失重超重和失重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。于物体所受重力的情况称为超重现象。一、超重现象：一、超重现象：1.1.定义定义: :2.2.产生超重的条件：产生超重的条件： 物体有向上的加速度物体有向上的加速度2.2.产生失重的条件：产生失重的条件：二、失重现象：二、失重现象：1.1.定义定义: : 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小物体对支持

30、物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。于物体所受重力的情况称为失重现象。物体有向下的加速度物体有向下的加速度3.完全失重：完全失重： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完全失重，就好力）等于零的情况称为完全失重，就好像物体没有受到重力一样。像物体没有受到重力一样。产生完全失重的条件：产生完全失重的条件：物体有向下的加速度物体有向下的加速度 a=g 1 1、电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了、电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯静止时弹簧秤的示数为一个重物，电梯静止时弹簧秤的示数为10N10N，在某时

31、刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数为在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数为8N8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（关于电梯的运动，以下说法正确的是（ ） A A、电梯可能向下加速运动、电梯可能向下加速运动 B B、电梯可能向上加速运动、电梯可能向上加速运动 C C、电梯可能向下减速运动、电梯可能向下减速运动 D D、电梯可能向上减速运动、电梯可能向上减速运动AD 2 2、在太空站的完全失重的环境中、在太空站的完全失重的环境中, ,下列仪器下列仪器可以使用的是可以使用的是( )( ) A A、水银温度计、水银温度计 B B、体重计、体重计 C C、打点记时器、打点记时器 D D、天平、天平 E

32、E、水银气压计、水银气压计 F F、弹簧测力计、弹簧测力计ACF3 3、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是说法中正确的是A.A.读数偏大，表明装置加速上升读数偏大，表明装置加速上升B.B.读数偏小，表明装置减速下降读数偏小，表明装置减速下降C.C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动速度，但无法判断是向上还是向下运动D.D.读数准确，表明装置匀速上升或下降读数准确，表明装置匀速上升或下降C

33、D三、从动力学看自由落体运动三、从动力学看自由落体运动在第二章，我们通过实验研究了自由落体运在第二章，我们通过实验研究了自由落体运动，知道它是加速度的大小和方向都不变的匀变动，知道它是加速度的大小和方向都不变的匀变速直线运动。那时我们只分析了这个现象，没有速直线运动。那时我们只分析了这个现象，没有考虑它的加速度为什么不变。要回答这个问题，考虑它的加速度为什么不变。要回答这个问题，就要分析它的受力情况。就要分析它的受力情况。14、物体做自由落体运动的条件是什么？、物体做自由落体运动的条件是什么？物体做自由落体运动有两个条件：物体做自由落体运动有两个条件：第一、物体是从静止开始下落的，即运动的初速

34、第一、物体是从静止开始下落的，即运动的初速度是度是0 0；第二、运动过程中它只受重力的作用。第二、运动过程中它只受重力的作用。根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它受的力成正比，加速度的方向与力的方向相同。受的力成正比，加速度的方向与力的方向相同。自由落体在下落的过程中所受重力的大小、方向自由落体在下落的过程中所受重力的大小、方向都不变，所以加速度的大小、方向也是恒定的。都不变，所以加速度的大小、方向也是恒定的。例题：以例题：以10m/s10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个的速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气阻力可以忽略，分别计算物体，空气阻力可以忽略

35、，分别计算0.6s0.6s、1.6s1.6s后物体的位置（取后物体的位置（取g=10m/sg=10m/s2 2）xv00解：以地面为原点，竖直向上建立坐标轴。解：以地面为原点，竖直向上建立坐标轴。V0=10m/s a=10m/s2 t1=0.6s t2=1.6s抛出抛出0.6s0.6s后物体位于地面以上后物体位于地面以上4.2m4.2m的的位置，位置，1.6s1.6s后位于地面以上后位于地面以上3.2m3.2m的位置。的位置。2110121attvx2220221attvxmm2 . 46 . 0)10(216 . 0102mm2 . 36 . 1)10(216 . 1102一个竖直向上抛出的

36、物体为什么一个竖直向上抛出的物体为什么1.6s时时的位置反而比的位置反而比0.6时更低？时更低？ 实际上，竖直向上抛出的物体不可能永远向上实际上，竖直向上抛出的物体不可能永远向上运动。由于重力的作用，它的加速度向下，与速运动。由于重力的作用，它的加速度向下，与速度方向相反，运动会越来越慢，速度逐渐变为零。度方向相反，运动会越来越慢，速度逐渐变为零。但是物体不可能停在空中，它随即会向下运动。但是物体不可能停在空中，它随即会向下运动。尽管向下运动与向上运动速度方向不同，但受力尽管向下运动与向上运动速度方向不同，但受力情况相同，所以两个运动阶段的加速度情况相同，所以两个运动阶段的加速度( (大小、方

37、大小、方向向) )也相同，仍是常量也相同，仍是常量g g。例题中算出的。例题中算出的1.6s1.6s时的位时的位置，就是物体到达最高点后返回时所处的位置。置，就是物体到达最高点后返回时所处的位置。解：解：（1 1）重物不会立即下降，而是做竖直上抛运动。）重物不会立即下降，而是做竖直上抛运动。上升过程：上升过程：ssgvt4 . 01040上自自9m9m高处继续上升的最大高度：高处继续上升的最大高度：mmgvH8 . 010242220上下降过程的总高度：下降过程的总高度：mmHhH8 . 9) 8 . 09 (上由由 可求得下降时间：可求得下降时间：221gtH ssgHt4 . 1108 .

38、 922下从绳断到落地的总时间：从绳断到落地的总时间：ssttt8 . 1) 4 . 14 . 0(下上（2 2）重物落地时的速度：）重物落地时的速度：smsmgtv/14/4 . 110下地V地hHH上v0例例1 1：气球上系一重物：气球上系一重物, ,以以4m/s4m/s的速度自地面上升的速度自地面上升. .当上升当上升到离地面高度到离地面高度h=9mh=9m处时处时, ,绳子突然断开绳子突然断开. .问问:( :(取取g=10m/sg=10m/s2 2) )（1 1）重物是否立即下降）重物是否立即下降? ?重物要经过多长时间才能落到重物要经过多长时间才能落到地面地面? ?（2 2）重物落地时的速度多大）重物落地时的速度多大? ?2012hv tgt另一种方法：另一种方法：考虑整个过程考虑整个过程以绳断瞬间重物所处位置为坐标原点，竖直向上为正方向以绳断瞬间重物所处位置为坐标原点，竖直向上为正方向由公式由公式代入数据得：代入数据得：2549tt 09452 ttssst101441018016452)9(54)4(42得：得：st8 . 1smsmgtvv/14/)8 . 1104(0由速度公式得：由速度公式得：竖直上抛运动竖直上抛运动a=-ga=-gv02 2、分段研究、分段研究 上升阶段：上升阶段： 匀减速直线运动匀减速直线运动2012hv tgt规律规律上