牛頓運動定律
在t2時刻:a=0,v=vmax,質心處于動平衡狀態——臺秤示數等于體重f=mg。
在t2-t3時間內:質心作加速度增大的減速運動,處于失重狀態——臺秤示數小于體重f=mg-ma<mg。
在t3-t4時間內:質心又處于靜止狀態——臺秤示數又等于體重f=mg。
故臺秤的示數先偏大,后偏小,指針來回擺動一次后又停在原位置。
思考:若人突然蹲下,臺秤示數又如何變化?
【例10】如圖所示,一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向轉動,傳送帶右端有一個與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以恒定速率v2沿直線向左滑向傳送帶后,經過一段時間又返回光滑水平面,速率為v/2,則下列說法中正確的是(bc)
a、只有v1= v2時,才有v/2=v1
b、若v1>v2時,則v/2=v2
c、若v1<v2時,則v/2=v1;
d、不管v2多大,總有v/2=v2;
解析:物體在傳送帶上向左減速、向右加速的加速度大小相同;當v1>v2時,向左減速過程中前進一定的距離,返回時,因加速度相同,在這段距離內,加速所能達到的速度仍為v2.當v1<v2時,返回過程中,當速度增加到v1時,物體與傳送帶間將保持相對靜止,不再加速,最終以v1離開傳送帶
試題展示
1.質量為m的物體從高處釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為f,加速度為a= ,則f的大小為
a. b. c.f=mg d.
【解析】以物體為研究對象,根據牛頓第二定律有mg-f=ma,解得 ,選項b正確。
2. 如圖,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態,若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是
a.向右做加速運動
b.向右做減速運動
c.向左做加速運動
d.向左做減速運動
答案:ad
解析:對小球水平方向受到向右的彈簧彈力n,由牛頓第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球與小車相對靜止,故小車可能向右加速運動或向左減速運動。
3.人站在自動扶梯的水平踏板上,隨扶梯斜向上勻速運動,如圖所示。以下說法正確的是
a.人受到重力和支持力的作用
b.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
c.人受到的合外力不為零
d.人受到的合外力方向與速度方向相同
解析:由于人隨扶梯斜向上勻速運動,對其受力分析可知,人只受重力和支持力的作用,選項a正確。
4.一質量為m的探空氣球在勻速下降,若氣球所受浮力f始終保持不變,氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關,重力加速度為g.現欲使該氣球以同樣速率勻速上升,則需從氣球吊籃中減少的質量為
a. b.
c. d. 0
答案:a
解析:考查牛頓運動定律。設減少的質量為△m,勻速下降時:mg=f+kv,勻速上升時:mg-△mg+kv = f,解得△mg = 2(m-fg),a正確。本題要注意受力分析各個力的方向。
5.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動,小球通過細繩與車頂相連。小球某時刻正處于圖示狀態。設斜面對小球的支持力為n,細繩對小球的拉力為t,關于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是