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牛顿运动定律

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牛顿运动定律

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牛顿运动定律


解析:由题意,对金属块受力分析如图所示。
  当向上匀减速运动时,加速度方向向下,设上顶板的压力传感器的示数为n1,弹簧弹力为f,由牛顿第二定律有n1+mg一f=ma……①
 弹簧弹力f等于下底板的压力传感器的示数n2:f=n2=10n代入①可解得m=0.5kg。
(1)依题意,n1=5 n,弹簧长度没有改变,f=10n代入①解得a=0,说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。
 (2)当整个箱体的加速度方向向上时有f一n1一mg=ma,求出n1减至零的加速度: =10 m/s2。
上顶板的压力传感器的示数为零时,整个箱体在做加速度不小于10 m/s2的向上加速或向下减速运动。
【例8】如图所示滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是:m1=m2十m3,这时弹簧秤的读数为t,若把物体m2从右边移到左边的物体m1上,弹簧秤的读数t将(    )
a.增大;  b.减小;  c.不变;  d.无法判断
【解析】解法1:移m2后,系统左、右的加速度大小相同方向相反,由于ml十m2>m3,故系统的重心加速下降,系统处于失重状态,弹簧秤的读数减小,b项正确。
解法2::移后设连接绳的拉力为t/,系统加速度大小为a。
    对(ml+m2):(m1+m2)g一t/=(ml+m2)a;
    对m3:t/一m3g=m3a
消去a,可解得 。
对滑轮稳定后平衡:弹簧秤的读数t=2t/,移动前弹簧秤的读数为2(m1+m2+m3)g,比较可得移动后弹簧秤的读数小于2(m1+m2+m3)g。故b项正确。
【例9】如图所示,有一个装有水的容器放在弹簧台秤上,容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止,当细线突然断开,小球上升的过程中,弹簧秤的示数与小球静止时相比较有’(c)
    a.增大; b.不变;  c.减小; d.无法确定
解析:当细线断后小球加速上升时处于超重状态,而此时将有等体积的“水球”加速下降处于失重状态;而等体积的木球质量小于“水球”质量,故总体体现为失重状态,弹簧秤的示数变小.
【例10】如图,一杯中装满水,水面浮一木块,水面正好与杯口相平。现在使杯和水一起向上做加速运动,问水是否会溢出?
【解析】本题的关键在于要搞清这样的问题:当水和木块加速向上运动时,木块排开水的体积是否仍为v,它所受的浮力是否与静止时一样为ρ水gv?我们采用转换的方法来讨论该问题。
    设想在水中取一块体积为v的水,如图所示,它除了受到重力,还要受到周围水的浮力f,当杯和水向上运动时,它将和周围水一起向上运动,相对于杯子不会有相对运动。则f-mg=ma,f= m(g+a)=ρ水v(g+a)。
    现在,如果把这块水换成恰好排开水的体积为v的木块,显然,当水和木块一起向上做加速运动时,木块所受到周围水对它的浮力也应是ρ水v(g+a),木块的加速度为
      a木=f合/m水= = =a,(m水=ρ水v)
可见,木块排开水的体积不会增加,所以水不会溢出
试题展示
1.有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合力进行分析和判断。例如从解的物理量的单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一定特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。
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