如图所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm,劲度系数k=100 N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11 cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小。(g取10 m/s)
2
解析 对A受力分析,如图甲所示,由平衡条件得
k(L-L0)+F-mg=0,
解得F=4 N,
9
故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上。 由牛顿第三定律得A对B的作用力
F′=F=4 N,方向竖直向下,
对B受力分析,如图乙所示,由平衡条件得
FN-mg-F′=0,
解得FN=9 N,
由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N。 答案 9 N 方法感悟
1.应用条件:分析某作用力时,若其受力物体的受力复杂或已知信息较少,而其反作用力的受力物体的受力较简单或已知信息较多,可考虑应用转换研究对象法。
2.应用思路
(1)分析所求力的受力物体的受力情况和已知信息,判断该力是否可以直接求出。 (2)若不能直接求出,则转换研究对象,分析待求力的反作用力。 (3)求出其反作用力后,由牛顿第三定律确定待求力的大小、方向。
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如图所示,用弹簧测力计悬挂一个重G=10 N的金属块,使金属块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为FT=6 N,则台秤的示数比金属块没有浸入水前( )
A.保持不变 C.增加6 N 答案 D
解析 对金属块受力分析,由平衡条件可知,水对金属块的浮力为F=G-FT=4 N,方向竖直向上,则由牛顿第三定律可得,金属块对水的反作用力大小为F′=4 N,方向竖直向下,所以台秤的示数比金属块没有浸入水前增加了4 N,D正确。
课后作业 [巩固强化练]
1.伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家,巧合的是,牛顿就出生在伽利略去世后第二年,下列关于力和运动关系的说法中,不属于他们观点的是( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.增加10 N D.增加4 N
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B.力是使物体产生加速度的原因
C.物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性 D.力是维持物体运动的原因 答案 D
解析 伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动,A项不符合题意;牛顿第一定律表明力是产生加速度的原因,惯性是物体的固有属性,B、C两项不符合题意;亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,D项符合题意。
2.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大
B.战斗机投入战斗时,必须抛掉副油箱,是要减小惯性,保证其运动的灵活性 C.在绕地球运转的宇宙飞船内的物体处于失重状态,因而不存在惯性 D.快速抛出的乒乓球和网球,乒乓球运动距离小,是因为乒乓球惯性大的缘故 答案 B
解析 质量是惯性大小的唯一量度。物体的惯性大小与物体的运动状态无关。质量越小,惯性越小,运动状态就越易改变。故A、C、D错误,B正确。
3. 2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭,成功将“墨子号”卫星发射升空并送入预定轨道。关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )
A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向前的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力
D.卫星进入预定轨道之后,与地球之间不存在相互作用 答案 A
解析 火箭是依靠尾部喷出的气体对火箭的反作用力,获得向前的推力的,A正确,B
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