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在完全失重的狀態(tài)下.平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失.如單擺停擺.天平失效.浸在水中的物體不再受到浮力.液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等. [應用1]某同學把一體重秤放在電梯的地板上.他站在體重秤上隨電梯運動并觀察體重秤示數(shù)的變化情況.下表記錄了幾個特定時刻體重秤的示數(shù).(表內時間不表示先后順序) 時 間 t0 t1 t2 t3 體重秤示數(shù)/kg 45.0 50.0 40.0 45.0 若已知t0時刻電梯靜止.則下列說法錯誤的是( ) A.t1和t2時刻該同學的質量并沒有變化.但所受重力發(fā)生變化, B.t1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反, C.t1和t2時刻電梯的加速度大小相等.運動方向不一定相反, D.t3時刻電梯可能向上運動 導示: 選擇A.由表格中數(shù)據(jù)可以分析.t1時刻電梯處于超重狀態(tài).加速度方向向上,t2時刻電梯處于失重狀態(tài).加速度方向向下,不管物體處于失重還是超重狀態(tài).物體本身的重力并沒有改變.而是對支持物的壓力不等于物體本身的重力. 類型一連接體問題 在連接體問題中.如果不要求知道各個運動物體之間的相互作用力.并且各個物體具有大小和方向都相同的加速度.就可以把它們看成一個整體分析受到的外力和運動情況.應用牛頓第二定律求出加速度, 如果需知道物體之間的相互作用力.就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來將內力轉化為外力.分析物體的受力情況和運動情況.并分別應用牛頓第二定律列出方程.隔離法和整體法是互相依存.互相補充的.兩種方法互相配合交替應用.常能更有效地解決有關連接體的問題. [例1]如圖所示.固定在水平面上的斜面傾角θ=37°.長方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子.質量m=1.5kg的小球B通過一細線與小釘子相連接.細線與斜面垂直.木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.50．現(xiàn)將木塊由靜止釋放.木塊將沿斜面下滑．求在木塊下滑的過程中小球對木塊MN面的壓力．(取g=10m/s2. sin37°=0.6. cos37°=0.8) 導示:由于木塊與斜面間有摩擦力的作用.所以小球B與木塊間有壓力的作用.并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運動．將小球和木塊看作一個整體.設木塊的質量為M.根據(jù)牛頓第二定律可得 代入數(shù)據(jù)得 選小球為研究對象.設MN對小球作用力為N. 根據(jù)牛頓第二定律有 代入數(shù)據(jù)得 根據(jù)牛頓第三定律.小球對MN面的壓力大小為6.0N.方向沿斜面向下. 本題的關鍵是靈活選用整體法和隔離法. 類型二臨界問題 [例2](徐州市08屆高三摸底考試)物體A的質量M＝1kg.靜止在光滑水平面上的平板車B的質量為m＝0.5kg.長L＝1m.某時刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面.在A滑上B的同時.給B施加一個水平向右的拉力.忽略物體A的大小.已知A與B之間的動摩擦因數(shù)µ＝0.2.取重力加速度g=10m/s2.試求: (1)若F=5N.物體A在小車上運動時相對小車滑行的最大距離, (2)如果要使A不至于從B上滑落.拉力F大小應滿足的條件. 導示:(1)物體A滑上木板B以后.作勻減速運動.有µmg =maA -- ①得aA=µg=2 m/s2 木板B作加速運動.有F+µmg=MaB.--② 得:aB=14 m/s2 兩者速度相同時.有V0-aAt=aBt.得:t=0.25s A滑行距離:SA=V0t-aAt2/2=15/16m B滑行距離:SB=aBt2/2=7/16m 最大距離:△s= SA- SB=0.5m (2)物體A不滑落的臨界條件是A到達B的右端時.A.B具有共同的速度v1.則: ---③ 又: -----④ 由.③.④式.可得:aB=6m/s2 再代入②式得: F= m2aB-µm1g=1N 若F＜1N.則A滑到B的右端時.速度仍大于B的速度.于是將從B上滑落.所以F必須大于等于1N. 當F較大時.在A到達B的右端之前.就與B具有相同的速度.之后.A必須相對B靜止.才不會從B的左端滑落.即有:F=(m+m)a.µm1g =m1a 所以:F＝3N 若F大于3N.A就會相對B向左滑下. 綜上所述.力F應滿足的條件是: 1N≤F≤3N 類型三聯(lián)系實際問題 [例3] (如東.啟東2008屆高三第一學期期中聯(lián)合測試)一中學生為即將發(fā)射的“神州七號 載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置.其原理可簡化如圖.拴在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動頭連接.該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處.在零刻度的兩側分別標上對應的正.負加速度值.當加速度方向豎直向上時電壓表的示數(shù)為正．這個裝置在“神州七號 載人飛船發(fā)射.運行和回收過程中.下列說法中正確的是( ) A．飛船在豎直減速上升的過程中.處于失重狀態(tài).電壓表的示數(shù)為負 B．飛船在豎直減速返回地面的過程中.處于超重狀態(tài).電壓表的示數(shù)為正 C．飛船在圓軌道上運行時.電壓表的示數(shù)為零 D．飛船在圓軌道上運行時.電壓表的示數(shù)為負 導示: 選擇ABD.當飛船減速上升時.其加速度向下.所以電壓表的示數(shù)為負,飛船在豎直減速返回地面的過程中.其加速度向上.電壓表的示數(shù)為正,飛船在圓軌道上運行時.處于完全失重狀態(tài).加速度向下.電壓表的示數(shù)為負. 【查看更多】

 

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