有一種叫“阿特武德機(jī)”的裝置,可以用來研究超重和失重現(xiàn)象,其研究步驟如下:如圖所示,原來左右兩側(cè)都懸掛質(zhì)量為2m的砝碼,此時(shí)彈簧秤示數(shù)為2mg.若在右側(cè)懸掛的砝碼上再增加質(zhì)量為m的砝碼,左側(cè)砝碼將獲得向上的加速度,可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變大,左側(cè)砝碼處于超重狀態(tài);若將右側(cè)減少一個(gè)質(zhì)量為m砝碼,左側(cè)砝碼將向下加速運(yùn)動(dòng),可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變小,左側(cè)砝碼處于失重狀態(tài).請(qǐng)問:
(1)左側(cè)砝碼超重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?
(2)左側(cè)砝碼失重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?
分析:當(dāng)右側(cè)增加一砝碼時(shí),左側(cè)砝碼超重,右側(cè)砝碼失重,此時(shí)分別對(duì)左右兩側(cè)砝碼受力分析,利用牛頓第二定律即可解決,同理右側(cè)減少一砝碼時(shí),同樣利用此法可解.
解答:解:(1)處于超重狀態(tài)時(shí),
對(duì)左側(cè)物體受力分析由牛頓第二定律知
F-2mg=2ma
同理對(duì)右側(cè)的物體受力分析知
3mg-F=3ma
聯(lián)立以上二式解得F=2.4mg
(2)處于失重狀態(tài)時(shí),對(duì)左側(cè)物體受力分析知
2mg-F′=2ma′
對(duì)右側(cè)的物體受力分析知F′-mg=ma′
聯(lián)立以上二式解得F′=
4
3
mg
答:左側(cè)砝碼超重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為2.4mg,左側(cè)砝碼失重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為
4
3
mg.
點(diǎn)評(píng):解決此題的關(guān)鍵是將定滑輪兩側(cè)分開進(jìn)行受力分析,利用牛頓第二定律即可解決此類問題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

有一種叫“阿特武德機(jī)”的裝置,可以用來研究超重和失重現(xiàn)象,其研究步驟如下:如圖所示,原來左右兩側(cè)都懸掛質(zhì)量為2m的砝碼,此時(shí)彈簧秤示數(shù)為2mg.若在右側(cè)懸掛的砝碼上再增加質(zhì)量為m的砝碼,左側(cè)砝碼將獲得向上的加速度,可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變大,左側(cè)砝碼處于超重狀態(tài);若將右側(cè)減少一個(gè)質(zhì)量為m砝碼,左側(cè)砝碼將向下加速運(yùn)動(dòng),可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變小,左側(cè)砝碼處于失重狀態(tài).請(qǐng)問:
(1)左側(cè)砝碼超重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?
(2)左側(cè)砝碼失重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年廣東省揭陽市揭東縣盛遵中學(xué)高三(上)第二次月考物理試卷(解析版) 題型:填空題

有一種叫“阿特武德機(jī)”的裝置,可以用來研究超重和失重現(xiàn)象,其研究步驟如下:如圖所示,原來左右兩側(cè)都懸掛質(zhì)量為2m的砝碼,此時(shí)彈簧秤示數(shù)為2mg.若在右側(cè)懸掛的砝碼上再增加質(zhì)量為m的砝碼,左側(cè)砝碼將獲得向上的加速度,可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變大,左側(cè)砝碼處于超重狀態(tài);若將右側(cè)減少一個(gè)質(zhì)量為m砝碼,左側(cè)砝碼將向下加速運(yùn)動(dòng),可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變小,左側(cè)砝碼處于失重狀態(tài).請(qǐng)問:
(1)左側(cè)砝碼超重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?
(2)左側(cè)砝碼失重狀態(tài)時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為多少?

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