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文档简介

第4节超重和失重 一 超重和失重现象 当物体具有竖直向上的加速度时 由牛顿第二定律 物体对水平支持物的压力n 或对悬挂物的拉力 大于物体的重力 这种现象叫做超重现象 当物体具有竖直向下的加速度时 由牛顿第二定律 当物体具有竖直向下的加速度 且加速度大小等于重力加速度时 物体对水平支持物的压力 或对悬挂物的拉力 大小为零 这种状态叫做完全失重状态 物体对水平支持物的压力n 或对悬挂物的拉力 小于物体的重力 这种现象叫做失重现象 二 超重和失重的条件 理解 超重和失重是物体在竖直方向上具有加速度时 物体对水平支持物的压力 或对悬挂物的拉力 不再等于重力 而非重力发生变化 例题1 如图所示的弹簧秤上放一物体 静止时弹簧秤的读数为30n 若保持秤盘水平 使弹簧秤竖直向上抛出 不计空气阻力 对于运动过程中弹簧秤的读数 下列说法正确的是 a 弹簧秤的读数在上升阶段等于60n 在最高点等于30n 下降阶段读数为零b 弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零 在最高点等于30nc 弹簧秤的读数不为零 在上升阶段和下降阶段都小于30n 在最高点为零d 上升阶段 下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为零 解 将物体和弹簧秤作为整体 不计空气阻力 抛出后整体只受重力作用 物体和弹簧秤在上升 下降和最高点都具有竖直向下的重力加速度g 而弹簧秤的读数是物体对秤盘压力的大小 由牛顿第三定律 秤盘对物体的支持力与物体对秤盘压力的大小相等 设秤盘对物体支持力的大小为n 以物体为研究对象 由牛顿第二定律 a 弹簧秤的读数在上升阶段等于60n 在最高点等于30n 下降阶段读数为零b 弹簧秤的读数在上升阶段和下降阶段都为零 在最高点等于30nc 弹簧秤的读数不为零 在上升阶段和下降阶段都小于30n 在最高点为零d 上升阶段 下降阶段和最高点弹簧秤的读数都为零 答案d 例题2 某举重运动员在地面上最多能举起160kg的杠铃 1 若该运动员在升降机中能举起200kg的杠铃 求升降机加速度的大小和方向 2 若升降机以 1 中等大的加速度减速下降 求该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量 g取10m s2 析 运动员对杠铃的最大支持力 在不同的运动状态下是否会发生变化 当杠铃处于超重或失重状态 杠铃重力是否会发生变化 当杠铃处于超重或失重状态 杠铃重力和运动员支持力有什么关系 解 1 举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最大支持力是相同的 设最大支持力为n 在地面上有 在升降机中 运动员举起的杠铃质量比在地面大 说明杠铃处于失重状态 加速度方向竖直向下 故有 2 升降机减速下降 加速度方向竖直向上 杠铃处于超重状态 则 例题3 如图所示 a为电磁铁 c为胶木秤盘 a和c 包括支架 的总质量为m b为铁片 质量为m 整个装置用轻绳悬挂于o点 当电磁铁通电 铁片被吸引上升的过程中 轻绳上拉力f的大小为a f mgb mg m m g 解 铁片由静止被吸引上升 必为加速
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