牛顿第二定律应用之二超重失重

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1、四牛顿第二定律应用之三——解释超重失重现象1．超重、失重现象(1)超重：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．(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象．2．关于超重和失重的理解(1)当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化．(2)物体处于超重还是失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是向下．★①超重时物体的加速度方向竖直向上，但是物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动；②失重时物体的加速度方向竖直向下，但是物体既可以是向下做加速运动，也可以

2、是向上做减速运动；③尽管物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即，则当方向竖直向上时，物体处于超重状态，当方向竖直向下时，物体处于失重状态．(3)当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度效果，不再产生其它效果．(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为和，处于完全失重状态下的液体F浮＝0即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力．【例题1】如图3—33所示，在减速运动的升降机里，天花板上的细线悬挂小球A，下面依次连接一轻弹簧秤和小球B．已知mA=mB＝5kg，弹簧秤读数为40N．则升降机处于超重还是失重状态?是在上升还是在下降?若某时刻剪断细线

3、，线断的瞬间，A与B球的加速度大小、方向如何?(g=10m／s2)【例题2】如图3—35所示，斜面C的质量为M=20kg，倾角θ=37°，物体A的质量m1=lOkg，B的质量m2=2kg．当A以加速度a=2.5m／s2沿斜面向下做加速运动时，斜面保持静止．求斜面对地的压力是多大?(g取10m／s2)6【例题3】如图所示，一根细线一端固，定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中(不计水的阻力)，则台秤上的示数()A．增大B.减小C.不变D．无法确定答案B解析：系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，因为相应体积水的质量大于球的

4、质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小．【例题4】如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以加速度a(a

5、．等于(M+m)gB．大于(M+m)gc．小于(M+m)gD．无法确定超重和失重·典型例题解析 【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg和竖直向上的拉力T的作用．规定竖直向上方向为正方向．6(1)当T1＝40N时，根据牛顿第二定律有T1－mg＝ma1，解得这时静止或匀速直线运动状态．

6、(2)当T2＝32N时，根据牛顿第二定律有T2－mg＝ma2，解得这示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．(3)当T3＝44N时，根据牛顿第二定律有T3－mg＝ma3，解得这时的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．【例2】举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．

7、若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10m/s2)解析：运动员在地面上能举起120kg的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F＝m1g＝120×10N＝1200N，在运动着的升降机中只能举起100kg的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度当升降机以2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由