高中物理超重和失重概念,超重和失重的判断方法
http://www.newdu.com 2025/05/19 06:05:14 三好网 佚名 参加讨论
一、高中物理知识点超重和失重的定义 1.超重： 物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体所受重力的现象叫做超重。 注意：此时有FN=mg+ma 2.失重： 物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体所受重力的现象叫做失重。 注意：此时有FN=mg-ma 二、发生超重和失重现象的条件 1.发生超重现象的条件： 当物体向上做加速运动或向下做减速运动时，物体均处于超重状态，即不管物体向什么方向运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态。 2.发生失重现象的条件： 当物体向下做加速运动或向上做减速运动时，物体均处于失重状态，即不管物体向什么方向运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态。 3.拓展： 并非只有物体在竖直方向上，加速向上或减速向下运动时，物体才处于超重状态。其实物体运动时，只要加速度具有向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有向下的分量，物体就处于失重状态。 注意：超重和失重现象，仅仅是一种表象。所谓超重和失重，只是物体对支持物的压力（或拉力）的增大或减小，是视重的改变而实际重量（实重）并不变。 三、超重与失重现象的拓展分析 1.对超重的理解 设物体的质量为m，物体向上的加速度为a，当地的重力加速度为g，由牛顿第二定律得：F视-mg=ma，则F视=mg+ma。 其中F视即视重，是物体对支持物的实际压力或对悬挂物的实际拉力的大小。 由此可以看出，超重时视重等于实重加上ma，超出的部分可理解为使物体产生向上的加速度，同时还可看出超重的物体所受重力没变。 2.对失重的理解 设物体的质量为m，物体向下的加速度为a，当地的重力加速度为g，由牛顿第二定律得：mg-F视=ma，则F视=mg-ma。 由此可以看出，失重时视重等于实重减去ma，失去的部分可理解为使物体产生了向下的加速度，同时可看出，失重的物体所受重力也没变。 注意：所谓完全失重，就是视重等于零的现象.即当a=g时，代入上式可得 F视=mg-ma=mg-mg=0 3.当物体的加速度不在竖直方向上时，而具有向上的分量a上或者具有向下的分量a下，则物体的视重与实重的关系为： （1）超重时：F视=mg+ma上，视重等于实重加上ma上，视重比实重超出了ma上。 （2）失重时：F视=mg-ma下，视重等于实重减去ma下，视重比实重“失去”了ma下。 四、超重或失重现象的应用 【例】某人在以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起质量为m=80kg的物体，则该人在地面上最多能举起质量M为多少的重物？若电梯以2.5m/s2的加速度匀加速上升，则该人最多能举起质量为多少的重物？（g=10m/s2） 【解】无论人在地面上还是在匀加速下降或者上升的电梯里，该人向上的最大举力是不变的，升降机匀加速下降，说明物体处于失重状态，则举力F=mg-ma。 所以在地面上M=F/g=60kg，故此人在地面上最多能举起60kg的物体。若升降机匀加速上升，则物体处于超重状态举力F=mg+ma，所以m=F/(g+a)=48kg。 (责任编辑：admin) |