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    2．探讨超重和失重现象 (1)实重.视重.超重.失重和完全失重的概念: 实重:即物体的实际重力.它不随物体运动状态变化而变化的. 视重:指物体对水平支持面的压力或竖直悬挂线的拉力.它随物体运动状态而变化. 超重:视重大于实重的现象. 失重:视重小于实重的现象. 完全失重:视重等于零的现象. (2)产生超重和失重的原因: 产生超重和失重的原因可以用图4-7-1加以说明. 图中质量为m的物体受重力和拉力两个力的作用.物体和弹簧秤的受力情况如图4-7-2所示.图中FT′的大小就是弹簧秤的读数.FT′与FT是一对作用力与反作用力.所以FT′= FT (1)如果物体处于静止或匀速运动状态.则FT=mg (2) 这种情况下视重等于实重.如果物体具有向上的加速度.则FT-mg=ma, FT=mg+ma,但是FT′= FT仍然成立.即FT′=mg+ma,物体就处于超重状态. 如果物体具有向下的加速度.则mg- FT =ma, FT=mg-ma,但是FT′= FT仍然成立.即FT′=mg-ma,物体就处于失重状态. 综上所述.物体出现超重或失重状态的原因是在竖直方向具有加速度. (3)对超重和失重现象的归纳总结: ①当物体具有竖直向上的加速度时.物体对测力计的作用力大于物体所受的重力.这种现象叫超重. ②当物体具有竖直向下的加速度时.物体对测力计的作用力小于物体所受的重力.这种现象叫失重. ③物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫完全失重状态.处于完全失重状态的液体对器壁没有压强. ④物体处于超重或失重状态时.物体所受的重力并没有变化. ⑤在空间站完全失重状态下的工业产品叫太空工业产品.太空工业可以在微重力条件下生产出地面上无法生产的新产品. ［范例精析］ 例1 如图4-7-3所示.质量为m的物体.在水平力F的作用下.沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动.试求水平推力的大小. 解析 研究对象是质量为m的物体.它做匀速运动处于平衡状态.对它受力分析发现该物体受四个力作用.受力图如图4-7-4所示.对于这类题我们往往采用正交分解法.按图4-7-4示方法建立平面直角坐标.平衡方程为 Fcosα-mgsinα-Ff=0 FN―mgcosα―Fsinα=0 Ff=μFN 解以上方程可得:F=mg/ 拓展 我们来对解作些讨论.若μ=cotα.F趋向于无限大.也就是说这个物体是推不动的.若μ≥cotα.F要反向.也说明用图示方向的力无法推动这个物体. 例2 如图4-7-5所示.在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体.受到一个伸长的弹簧的拉力作用.但仍能保持与升降机相对静止．现突然发现物体被弹簧拉动.则判定升降机的运动状态可能是( ) A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降 解析 升降机匀速运动时.在水平方向.物体所受的静摩擦力与弹簧的弹力相平衡.若突然发现物体被弹簧拉动.说明最大静摩擦力已经小于弹力.就是说正压力突然变小.物体处于失重状态.它的加速度竖直向下.升降机可能是加速下降或减速上升.本题目正确的选项为BC. 拓展 上题中的物体匀速运动时受到的静摩擦力不一定是最大静摩擦力.但物体突然滑动就说明物体的最大静摩擦力已经小于弹簧的弹力.这就说明了物体的最大静摩擦力减小了.又因为物体的最大静摩擦力与正压力成正比.所以判断正压力变小. 例3 有一根钢丝的最大拉力为100N.在一个运动的电梯中.这根钢丝下悬挂了12㎏的物体恰好没有断.问电梯可能作怎样的运动?(取g= 10m/s2) 解析 钢丝的拉力恰为100N.物体一定处于失重状态.所以电梯具有向下的加速度. F合=mg-F=ma,a=5/3m/s2=1.67m/s2.电梯的运动情况有两种可能.一是以1.67m/s2的加速度向下匀加速运动.二是以1.67m/s2的加速度向上匀减速运动. 拓展 假如有个小孩.在地面上可举起10㎏的重物.如果他在电梯中能够举起12㎏的重物.问电梯可能作怎样的运动?(取g= 10m/s2) 这个题目与例题3的数据完全相同.只是情景不同而已.部分同学做这个题有困难.主要的原因是研究对象不明确.本题中应该以电梯中的的重物作为研究对象.我们来求这个小孩在以2 m/s2的加速度匀加速上升的电梯中最多能举起质量为多少的物体? 设小孩能举起质量为m的物体.以向上为正方向. 则F合=F-mg=ma,m=F/(a+g)=100/12=25/3=8. 33㎏. ［能力训练］ 【查看更多】

     

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