高中物理 - 超重和失重问题:水容器中系住的一个小球,细线剪断后上升的过程中台秤的读数?!

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-28
高中物理-牛顿运动定律-超重和失重问题:水容器中系住的一个小球,细线剪断后上升的过程中台秤的读数

(1)先分析没剪断绳子时,将容器,水,球,绳子作为一个整体,他们之间保持静止(所以合外力为0)他们之间的力属于内力(所以不管),又因为台秤和以上体系是平衡的,由牛顿第三定律的 得40N=(m水+m容器+m球)g 所以这时包括小球的质量。
(2) 当剪断了绳子之后,在对水,球分析(容器因为还是保持静止,所以不用分析其受力情况)
因为剪断了绳子所以球的受力为重力和浮力,合力方向向上,由牛顿第二定律得
am球=F浮-G球(超重)
对水分析因为水相对球也是运动的所以加速度也是a,速度方向为下(加速度也为下,所以是失重),所以再对围上体系分析(还是牛三)
F读=(m水+m容器+m球)g+m球a-m水a
= 40N+m球a-m水a

选A,因为小球下降的同时相当于有一个同体积的水球加速上升,水球处于超重状态,而小球处于失重状态,总的来说处于超重,因为同体积的水球比小球质量大。因此整体超重。台秤示数变大。

我觉得可以用整体法来做,先把那整个容器作为一个整体(水,球)刚开始的时候平衡的,就是说M水+M球=40N,现在线剪断了,用牛二定理F弹力-M水-M球=M球a-M水球a,因为球的加速度a是向上的,水球的a是向下的,所以是M球a-M水球a,再把M水+M球=40N带入,就可以得到F=40+ma-m′a (m为小球的质量,m′为水球的质量)这样是不是好理解了呢??
你的第二个问题,因为小球上有绳子所以m球g+T拉力=F浮力,所以绳子对容器是有拉力的
可以理解吗?

由题意静止状态下,体系的质量应为4kg(40N),
小球被剪断后,周围的水瞬间填补上空间,注意称测量的体系的合外力,而小球所受的浮力和水的反作用力,是一对内力,是影响不到读数的。如果认为小球受浮力12N,那么受影响的等体积的水球的受向下的12N力,这是他们下落填补的动力。认为水和小球所受阻力为0,则小球上升的加速度为(12-10)/1=2m/s2
而1.2kg水球下落的加速度同样为2m/s^2.
对于整个系统而言,这时有F重力-F称=m水球a-m小球a
带入得F称=39.6N
由刚才分析的可知同体积的水球有向下的加速度,所以会处于失重状态(这也是不完全失重的定义)

无解