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③多力平衡条件 当物体受到几个共点力的作用而平衡时,其中的任意一个力必定与余下的其它力的合力等大反向。 视重 弹簧秤的读数是物体对弹簧秤的拉力大小 体重计的读数是物体对体重计的压力大小 我们把弹簧秤或体重计的读数叫做视重 * * 用牛顿定律解决问题 (二) 一、共点力的物体平衡: 如自由下落开始时刻的物体,并非处于平衡状态。 下列物体处于平衡状态的是( ) A. 悬挂在天花板上的吊灯 B. 竖直上抛的物体到达最高点的瞬间 C.汽车在启动的瞬间 D. 随传送带一起匀速运动的货物 AD 静止或匀速直线运动 △V=0 a=0 F合=0 2、平衡条件: ②三力平衡条件 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 ④当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体 所受的合力均为零. 例题分析:如图所示,F1、F2、F3三个力的合力为零,表示这三个力在x方向的分矢量之和及y轴方向的分矢量之和也都为零,也就是: 解:三个力的合力为0。 F2-F1cosθ=0 F1sinθ-F3=0 由以上两式解出钢索OA受到的拉力F1 F1=F3/sinθ=G/sinθ 硬杆OB的支持力F2 F2=F1cosθ=Gtanθ 例1 如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ,下列关系正确的是( ) A (1)转化为二力平衡模型——合成法 三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。 据平行四边形定则作出其中任意两个力的 合力来代替这两个力,从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法。 (2)转化为四力平衡模型——分解法 物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个力进行分解(一般采用 正交分解法),从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。 重力怎样测量? N N’ 例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重力的大小。 证明: F=G 以物体为研究对象,受力如左图 弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小 由牛顿第三定律 F=F` 所以弹簧的读数就是重力的大小。 F’ F G G G=N N=N` G=N` 超重和失重 示数变大 恢复原值 示数变小 恢复原值 思考: 示数变大说明什么变大了? 原值 F’ F mg N N’ mg 例2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上加速运动。求弹簧秤和台秤的读数。 a a 证明: 由牛顿第二定律 F-mg=ma 弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小 由牛顿第三定律 F=F` 所以弹簧的读数为m(g+a) 。 以物体为研究对象,受力如左图 F=m(g+a) N-mg=ma N=N` N`=m(g+a) N=m(g+a) 总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象叫超重. (一)超重现象 示数变大 恢复原值 示数变小 恢复原值 思考:示数变小说明什么变小了? 原值 F’ F mg N N’ mg 例3、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都向上减速运动。求弹簧秤和台秤的读数大小。 a a 证明: 由牛顿第二定律 mg-F=ma 弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F`的大小 由牛顿第三定律 F=F` 所以弹簧的读数为m(g-a) 。 以物体为研究对象,受力如左图 F=m(g-a) mg-N=ma N=N` N`=m(g-a) N=m(g-a) 总结:物体对悬挂物的拉力(或对支持 物的压力)小于物体所受重力的现象叫失重. (二)失重现象 问题情境:已知人的质量为50kg,若该人和升降机一起自由下落,测力计的示数又是多少? 当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力 (或对悬挂物的拉力)将等于零,这种状态称为完全失重现象。 a=g V G FN 解:对人进行受力分析 G-FN=ma 有牛顿第二定律得: 代入数据得测力计对物体的拉力 由牛顿第三定律知测力计的示数为0 FN=0 让我想想…… 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处的水流出。 当瓶子自由下落时,瓶中的水处于完全失重状态,小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力,小孔没有水流出。 瓶中的水为什么不会流出? 做做看: 在同学们的桌子上都放有弹簧秤和钩码,请两个同学为一组利用这两个实验仪器做实验,观察超重与失重现象。 超重 FG 失重 FG 失重 FG 超重 FG
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