内容正文:
第四章
牛顿运动定律
第五节 牛顿运动定律的应用(3)
瞬时问题和电梯问题
轻杆
轻弹簧
m=0
因为形变量很微小
m=0
所以绳子的力可以发生“突变”
即受力可以突然和前一个阶段完全不一样
因为形变量很明显
所以弹簧的力不可以发生“突变”
即受力需要缓慢改变,在一瞬间可认为不变
典型例题1
质量均为m的小物块,由绳子或者弹簧连接如下图所示,现在将顶部的绳子剪断,都两个小物块各自的加速度。
前
后
FT
mg
FT
FT
FT
mg
FT
mg
mg
前
后
FT
mg
FT
FT
mg
mg
mg
a1=2g
a2=0
a1=g
a2=0
变式训练1
如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线(弹簧)上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态,现将l2线剪断。
前
后
FT2
mg
a1=gtanθ
θ
θ
l2
l2
l1
l1
FT1
mg
FT1
F合
前
后
FT2
mg
a1=gsinθ
FT1
mg
FT1
F合=mgsinθ
mgcosθ
突变
4
大家可以分析可能受到的力的类型吗
重力
支持力
摩擦力
必有
可能有
大家可以分析可能受到的力的类型吗
重力
支持力
摩擦力
必有
v
v
若匀速上楼
请受力分析
mg
FN
a=0
v
v
mg
FN
a≠0
v
若加速上楼
请受力分析
Ff
F合
v
v
若匀速上楼
请受力分析
mg
FN
a=0
mg
FN
a≠0
若加速上楼
请受力分析
Ff
F合大小未知,但是方向是沿斜面向上
Ff
v
典型例题2
为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是( )
(A)顾客始终受到三个力的作用
(B)顾客始终处于超重状态
(C)顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
(D)顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下
C
8
课堂小结
牛顿三大运动定律是牛顿力学的基础。在我们的生活、生产和科学实践中,无论是大楼、桥梁及太空站的结构,还是汽车、飞机、火箭、人造卫星及各种天体的运动,或是岩石、地壳、洋流、大气等的移动,都遵循牛顿力学规律。
牛顿系统总结了伽利略、开普勒(J.Kepler,1571–163