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跟老师一起学——超重和失重要点透析!

高中物理 09-15 浏览量: 分享:
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一、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= mg + ma。

 

其中F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= ma,则F= 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= 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或者具有向下的分量a,则物体的视重与实重的关系为:

 

(1)超重时:F= mg + ma,视重等于实重加上ma,视重比实重超出了ma

 

(2)失重时:F= mg - ma, 视重等于实重减去ma,视重比实重“失去”了ma



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。

 

你学会了吗?

 

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