2019年高中物理 4-7用牛顿运动定律解决问题(二)典例分析试题 新人教版必修1

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1、2019年高中物理4-7用牛顿运动定律解决问题(二)典例分析试题新人教版必修1一、共点力的平衡典例1　如图所示，在一细绳C点系住一重物P，细绳两端A、B分别固定在墙上，使AC保持水平，BC与水平方向成30°角，已知细绳最多只能承受200N的拉力，那么C点悬挂重物的重力最多为多少？这时细绳的哪一段即将拉断？解析　解法一　力的合成法C点受三个力作用处于平衡状态，如图所示，可得出F1与F2的合力F合方向竖直向上，大小等于F，由三角函数关系可得出F合＝F1·sin30°＝F＝mPg　F2＝F1·cos3

2、0°当F1达到最大值200N时，mPg＝100N，F2≈173N，在此条件下，BC段绳子即将断裂，AC段绳的拉力F2还未达到最大值．故C点悬挂重物的重力最多为100N，这时BC段绳子即将拉断．解法二　正交分解法如图所示，将拉力F1分解，根据物体受力平衡可得：F1·sin30°＝F＝mPg，F2＝F1·cos30°.后面的分析过程同解法一．答案　100N　BC段细绳即将拉断名师点拨　共点力平衡问题的解题方法处理共点力的平衡问题时正确的受力分析是关键．当物体受三个力(不平行)而平衡时，这三个力一定是

3、共点力，常用以下两种方法处理问题：(1)正交分解法若三个力不能构成直角三角形或物体受力较多，一般采用正交分解法求解，物体处于平衡状态时，平衡条件为(2)三角形法①根据平衡条件，任两个力的合力与第三个力等大反向，把三个力放于同一个三角形中，三条边对应三个力，再利用几何知识求解．②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，这种方法用来讨论动态平衡问题较为方便．巩固练习1　如图所示，质量为m的物体，在水平力F的作用下，沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动，求水平推力的大小．解析　物体做匀速运动处于平衡状态，受

4、力分析如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向：Fcosα－mgsinα－Ff＝0垂直斜面方向：FN－mgcosα－Fsinα＝0又有：Ff＝μFN解以上各式得：F＝.答案　二、超重和失重典例2　(多选题)原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是(　　)A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降解析　本题考查超重、失重对静摩擦力大小的影响．升降机匀速运动时，物体静止在升降机的地板上

5、，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，物体突然被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，其原因只能是物体与地板间的正压力减小，物体处于失重状态，具有向下的加速度，即可能减速上升或加速下降．答案　BC巩固练习2　一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是(　　)A.先减小，后还原B.先增加，后还原C.始终不变D.先减小，后增加，再还原解析　人下蹲的过程经历了加速向下、减速向下和静止这三个过程．在加速向下时，人获得向下的加速度a，由牛顿第二定律得mg－FN＝ma.FN＝m(g－a)＜mg

6、.由此可知弹力FN将小于重力mg.在向下减速时，人获得向上的加速度a，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma.FN＝m(g＋a)＞mg.弹力FN将大于mg.当人静止时，FN＝mg.答案　D