“超上失下”巧记超重与失重现象(原创)
2014-04-24 16:19阅读:
“超重与失重”现象是牛顿运动定律的具体应用。在解决实际问题时,有的同学对超重到底是加速度向上还是向下经常模糊。为便于记忆,本博向大家介绍四字诀“超上失下”来帮助记忆。即:当物体处于超重状态时物体具有向上的加速度或向上的加速度分量,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。为了帮助同学们更好的理解超重与失重,现具体展开如下:
1、概念理解
理解超重与失重之前,我们先要知道两个概念:实重和视重。
实重:指物体实际受到的重力,它不受物体运动状态的改变而改变,但随地理位置的变化而变化。在同一地方物体的重力G = mg
(g是当地的重力加速度)。
视重:指物体对实际支持物的压力(或对悬挂它的物体的拉力),它随物体运动状态的改变而改变。
当物体的视重大于实重时,我们说物体处于超重状态,比如说加速上升的电梯里的物体处于超重状态;当物体的视重小于实重时,我们说物体处于失重状态,比如说加速下降的电梯里的物体处于超重状态;当物体的视重等于零时,物体处于完全失重状态。所以
说超重与失重,并不是物体的实际重力改变了,而只是物体的视重发生改变,物体的重力始终存在,大小也没有变化,因为万有引力并没有改变。
2、产生条件
超重产生的条件:物体存在竖直向上的加速度或向上的加速度分量。如:物体在升降机中向上的加速度为a ,则该物体的视重大小为F = m( g
+ a) > mg ,产生超重现象。
失重产生的条件:物体存在向下的加速度或向下的加速度分量。如:物体在升降机中向下的加速度为a ,则该物体的视重大小为F = m( g -
a) < mg ,产生失重现象;此时,若a = g ,则F = 0,出现完全失重的现象。
3、记忆口诀
由以上分析可知,发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无关,只决定于加速度的方向及大小。当物体处于超重状态时物体具有向上的加速度或向上的加速度分量,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。浓缩为四个字即“超上失下”。解答超重与失重问题时,首先要对系统进行受力分析,确定物体在竖直方向上的加速度,从而确定物体是超重还是失重。
4、实例分析
【例1】如图1所示,有一个装有水的容器放在弹簧台秤上,容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止,当细线突然断开,小球上升的过程中,弹簧秤的示数与小球静止时相比较有(
)
A 增大
B 不变
C 减小 D
无法确定
解析:选C。根据“超上失下”,当细线断后小球加速上升时处于超重状态,而此时将有等体积的“水球”加速下降处于失重状态;而等体积的木球质量小于“水球”质量,故总体体现为失重状态,弹簧秤的示数变小。
【例2】如图2所示,质量为M 的粗糙斜面上有质量为m
的木块匀减速下滑,则地面受到的正压力应当是:
A 等于(M + m)g B 大于(M + m)g
C 小于(M + m)g D
无法确定
解析:选B。因木块是沿斜面匀减速下滑,说明加速度a是沿斜面向上,根据“超上失下”,说明属于超重现象,所以道m 和M
对地面的压力就应该大于它们的重力(M + m)g 。