超重与失重现象

考点一超重与失重现象

1.

2．情景拓展(如图所示)

[诊断小练]

(1)超重就是物体的重力增加，失重就是物体的重力减小．()

(2)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上．()

(3)减速下降的物体处于失重状态．()

(4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．()

(5)站在台秤上的人下蹲过程，台秤示数减小．()

【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×

命题点1非竖直方向超重、失重的判断

1．(2018·广东华南师大附中高三上学期综合)如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置保持静止，斜面的倾角为30°，被固定在测力计上，如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断物块下滑时，与稳定时比较，测力计的读数(g＝10 m/s2)()

A．增加4 N B．增加3 N

C．减少1 N D．不变

【解析】对物块和斜面体整体受力分析，受总重力和支持力，平衡时，有

N－(M＋m)g＝0①

加速下滑时，再次对物块和斜面体整体受力分析，受总重力、支持力和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有

竖直方向：(M＋m)g－N′＝ma sin 30°②

对物块受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有

mg sin 30°＝ma③

由①②③解得：

N－N′＝ma sin30°＝mg(sin 30°)2＝0.4×10×0.25 N＝1 N.

【答案】 C

1．尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即a y≠0，物体就会出现超重或失重状态．当a y方向竖直向上时，物体处于超重状态；当a y方向竖直向下时，物体处于失重状态．

2．尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态.

命题点2超重、失重法的灵活应用

2．一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力为零？

【解析】解法一：如图所示，以小环为研究对象，设其与杆间作用力为f，加速度大小为a，则：mg＋f＝ma

再对箱子分析受力列平衡方程：

F N＋f′＝Mg

f ＝f ′

令F N ＝0

由以上各式解得a ＝(M ＋m )g m

. 解法二：利用超重、失重法

小环有向下的加速度，处于失重状态，若失重部分恰等于整体重力，则箱子对地面压力为零．

令ma ＝(M ＋m )g ，a ＝(M ＋m )g m

. 【答案】 (M ＋m )g m

超重和失重现象判断的“三”技巧

1．从受力的角度判断．当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于0时处于完全失重状态．

2．从加速度的角度判断．当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．

3．从速度变化的角度判断

(1)物体向上加速或向下减速时，超重；

(2)物体向下加速或向上减速时，失重.