用超重和失重定性分析受力问题

用“超重和失重”定性分析受力问题

当物体沿竖直方向有加速度时，由牛顿运动第二定律可知，物体对水平支持物的压力或对悬绳的拉力将小于或大于物体的重力，这就是失重或超重现象。当物体具有向下的加速度（或有向下的加速度分量）时，物体处于失重状态；当物体具有向上的加速度（或有向上的加速度分量）时，物体处于超重状态，利用失重和超重规律去定性分析判断物体受力情况是比运用牛顿运动第二定律要简单得多。

例1 如图所示，一个三角形的锲形物块M 始终处于静止状态，当物体m 沿斜面下滑时

A. 匀速下滑时， M 对地面的压力等于（M+m ）

B. 加速下滑时， M 对地面的压力小于（M+m ）

C. 减速下滑时， M 对地面的压力大于（M+m ）

D. M 对地面的压力始终等于（M+m ）g

解析 对m 和M 组成的系统，当m 匀速下滑时系统竖直方向没有加速度分量，不失重也不超重，对地面的压力等于系统的重力；当m 加速下滑时系统在竖直方向有向下的加速度分量，处于失重状态，对地面压力小于系统重力；当m 减速下滑时系统在竖直方向有向上的加速度分量，处于超重状态，对地面压力大于系统重力；所以该问题的正确答案是A 、B 、C 。

例2 如图所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，两者总质量为M ，铁片B 的质量为m ，整

个装置用轻绳悬挂于O 点，当电磁铁通电铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F 的大小是

A. F=mg

B. mg< F<(M+m)g

C. F= (M+m)g

D. F= (M+m)g

解析 铁片由静止被吸引上升，必为加速上升。对A 、B 、C 系统，当铁片B 加速上升时系统整体的重心加速上移，处于超重状态，故轻绳拉力F 将大于系统总重力。选项D 正确。 点评 类似的不少问题直接用牛顿第二定律分析判断，分析过程繁琐，而用超重和失重知识分析，思路却很简捷。所以，作为一种定性或半定量分析问题的方法看，有事半功倍的效果，表现出物理学思维中的简洁之美。