定律应用-超重与失重

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1、超失重问题温州中学胡世良日常生活中的超重和失重现象电梯中的学问：当电梯从第一层上升到第七层（静止）的过程和从第七层下降到第一层的过程中体重计如何变化？aF’F1、超重现象设重物的质量为m，弹簧秤和重物以加速度a一起加速上升。对弹簧秤下重物受力分析如图：由牛顿第二定律得F合=F—G=ma故：F=G+ma>G由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F’=F>G总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。理论分析mg2、失重现象设重物的质量为2Kg，和弹簧秤以2m/s2的加速度一起加速下降。(g=10m/s2)对重物受力分析如图：由牛顿第二定律

2、得F合=G—F=ma故：F=G—F合=mg—ma=16N<20N由牛顿第三定律可知，物体对弹簧秤的拉力F’=F

3、物体的加速度方向向上时，即a↑。——当物体的加速度方向向下时，即a↓。2.产生失重的条件【特别提醒】无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。物体对竖直悬线的拉力或水平支持物的压力与重力的重力关系：FmgN’NmgF’物体静止或匀速运动即a=0F=F`=mgN=N`=mgFmgaF’NmgN’a物体有向上的加速度即a≠0F=F`=m(g+a)N=N`=m(g+a)物体有向下的加速度即a≠0F=F`=m(g-a)N=N`=m(g-a)FmgaF’NmgN’a完全失重时将消失的现象液体柱不再产生压强、浸在液体中的物体不再受浮力等天平失效

4、、测力计不能测重力、密度计不能测密度、单摆停摆等温度计、弹簧振子等仍正常【例题】有一质量为60kg的人站在一放置于升降机的底板上的台秤上，当升降机作如下运动时，台秤的示数为多少？1.升降机以v=5m/s的速度匀速上升时；2.升降机以a=5m/s2的加速度加速上升时；3.升降机以a=5m/s2的加速度减速上升时；4.升降机以a=5m/s2的加速度加速下降时；5.升降机以a=5m/s2的加速度减速下降时；6.升降机以a=g的加速度加速下降时；问题讨论【问题】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列电梯的运动情

5、况下弹簧称的读数(g取10m/s2)：(1)当电梯以2m/S2的加速度向上匀加速运动时,弹簧秤的读数及此时物体所受的重力;(2)当电梯以2m/s2的加速度匀加速下降时弹簧秤的读数及物体所受的重力．（3）电梯做怎样的运动时弹簧称的读数为零。日常生活中的超重和失重现象2.利用体重计称量体重时，人在体重计上要保持静止。3.乘竖直升降的电梯，在升降过程中，体验超重和失重。4.乘快速行驶的汽车，突遇上坡或下坡，体验超重和失重。5.游乐园里，乘座过山车，体验超重和失重。1.人起跳过程和从高处跳下，体验超重和失重。6.飞机起飞或着陆或突遇气流，飞机上下颠簸，体验超重和失重（船、跷跷板、

6、轿子等）7.蹦床运动，人上下运动时，体验超重和失重。……日常生活中的超重和失重现象Ⅱ人在体重计上迅速下蹲至静止的过程中，体重计的示数怎样变化？再迅速起立又会怎样？巩固练习：练习、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g=10m/s2)（设同一个人能提供的最大举力一定）分析：对同一个人来说，他能提供的最大举力是一定的，因此，它在电梯里对物体的支持力也为300N，对物体受力分析可求出F合，从而求出加速度。解：设物体的质量为m，对其受力分析如图。mgN得：F合=N—G=300—250=5

7、0(N)由题意：m=25Kg故：a=F合/m=2m/s2方向：竖直向上练习、一个木块漂浮在桌面的一杯水中，现假设撤去桌面，木块和杯子一起自由向下运动，问木块受到的浮力有无变化？v思维启示：1、浮力产生的原因是什么？2、木块和水处于什么样的状态？3、水对容器底部有压力吗？水内部有无压力？解：浮力产生的原因是物体在液体中上下表面存在压力差，当水和杯子一起自由下落时，a=g，水处于完全失重状态，水的重力用来产生重力加速度，故水对杯底无压力，水内部也无压力，不产生浮力，所以木块的浮力消失。拓展：如图，球B放在容器A内，且B略小于A，将