§4超重、失重和视重

1、jvww,Dear EDU,com§ 4超重、失重和视重1 .超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于 物体所受重力的情况称为超重现象。产生超重现象的条件是物体具有向上 的加速度。与物体速度的大小和方向无关。产生超重现象的原因： 当物体具有向上的加速度 a （向上加速运动或向下减速运动）时,支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为 F,由牛顿第二定律得F mg = ma所以 F = m （g+a） > mg由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F ' >mg.2 .失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力

2、的情况称为失重现象。产生失重现象的条件是物体具有向下的加速度,与物体速度的大小和方向无关产生失重现象的原因：当物体具有向下的加速度a （向下加速运动或向上做减速运动）时，支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为F。由牛顿第二定律mg F = ma,所以F = m （g a） < mg由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F ' vmg.完全失重现象：物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）等于零的状态，叫做完全失重状态.产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象。点评：（1）在地球表面附近，无论物体处于什么状态，其本

3、身的重力G=mg始终不变。超重时，物体所受的拉力 （或支持力）与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体的重 力；失重时，物体所受的拉力（或支持力）与重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体 的重力.可见，在失重、超重现象中，物体所受的重力始终不变，只是测力计的示数（又称 视重）发生了变化，好像物体的重量有所增大或减小。（2）发生超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度。物体具有向上的加 速度时，处于超重状态； 物体具有向下的加速度时，处于失重状态；当物体竖直向下的加速 度为重力加速度时，处于完全失重状态.超重、失重与物体的运动方向无关。3 .应用例析www*Dwr EDU*com【例

4、10质量为m的人站在升降机里，如果升降机运动时加速度的绝对值为a,升降机底板对人的支持力 F=mg+ma,则可能的情况是A.升降机以加速度a向下加速运动B.升降机以加速度a向上加速运动C.在向上运动中，以加速度 a制动D.在向下运动中，以加速度 a制动解析：升降机对人的支持力 F=mg+ma大于人所受的重力 mg,故升降机处于超重状态， 具有向上的加速度。而 A项中加速度向下，C项中加速度也向下，即处于失重状态。故只 有选项B、D正确。【例11】下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是A.用天平测量物体的质量B.用弹簧秤测物体的重力C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体

5、的压强解析：绕地球飞行的太空试验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平支持物没有压力，对悬挂物没有拉力。用天平测量物体质量时， 利用的是物体和祛码对盘的压力产生的力矩，压力为0时，力矩也为零，因此在太空实验舱内不能完成。同理，水银气压计也不能测出舱内温度。物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧秤不能测出物体的重力。温度计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度。故只有选项 C正确。五、针对训练：1 .如图所示，质量为M的框架放在水平地面上， 一轻弹簧上端固定一个质量为 m的小 球，小球上下振动时，框架始终没有跳起。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小

6、B. gMD. 一为A.gC.02 .如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为 30。的光滑斜www.DenrEDUsoni面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为A.都等于g2C.D. 0和Ma Mb用心爱心专心Mb3 .如图，质量为 m的物体A放置在质量为 M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起 在光滑水平面上做简谐振动，振动过程中 A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为 k, 当物体离开平衡位置的位移为 x时，A、B间摩擦力的大小等于A. 0B. kx:pTC)kxD.J)kx以春MM m4 .质量为 m的物块B与地面的动摩擦因数为A的质量为2

7、m与地面间的摩擦不计。在已知水平推力 F的作用下，A、B做匀加速直线运动， A对B的作用力为 5 .质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计 的读数是多少？(1)升降机匀速上升(2)升降机以4 m/s2的加速度上升(3)升降机以5 m/s2的加速度下降(4)升降机以重力加速度 g加速下降(5)以加速度a=12 m/s2加速下降6 . (1999年广东)A的质量mi =4 m, B的质量m2=m,斜面固定在水平地面上。开始时 将B按在地面上不动，然后放手，让 A沿斜面下滑而B上升。A与斜面无摩擦，如图，设 当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。求 B上升的最大

8、高度 Ho7 .质量为200 kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升。运动过程中台秤 的示数F与时间t的关系如图所示，求升降机在7s钟内上升的高度(取 g=10 m/s2)8 .空间探测器从某一星球表面竖直升空。已知探测器质量为1500Kg,发动机推动力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，图6是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少m?发动机的推动力F为多少N ?参考答案:1. D 2. D 3. D 4. N=1 (F+2 w mg)35 .以人为研究对象，受重力和体重计的支持力F的作用，由牛顿第三定律知，人

9、受到支持力跟人对体重计的压力大小相等，所以体重计的读数即为支持力的大小(1)匀速上升时，a=0,所以F-mg=0即F = mg=600 N(2)加速上升时，a向上，取向上为正方向，则根据牛顿第二定律：F-mg=ma所以 F = mg+ma=m (g+a) =840 N(3)加速下降时，a向下，取向下为正方向，根据牛顿第二定律：mg-F=ma所以 F = mg-ma=m (g-a) =300 N(4)以a=g加速下降时，取向下为正，根据牛顿第二定律：mg-F=mg故F=0,即完全失重(5)以a=12 m/s2加速下降，以向下为正，根据牛顿第二定律：F=mg-maF=mg-ma=m (g-a) =-120 N负号表示人已离开体重计，故此时体重计示数为0.6 . H=1.2 s7 .解析：在。2s这段时间内台秤示数为 3000N,即超重1000N,这时向上的加速度F1Mg2, a1 5m/s ;在25s这段时间内台秤的本数为 2000 N ,等于物体的重力，说M明物体做匀速运动；在 57s这段时间内，台秤的示数为 F3= 1000 N,比物重小1000N ,即失重，这时物体做匀减速上升运动，向下的加速度a2 Mg一F3 5