吉林省长春市高中物理 第四章 牛顿运动定律 第7节(二) 超重 失重练习(无答案)新人教版必修1(通用).doc
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在高中物理的学习中,牛顿运动定律是至关重要的部分,其中超重和失重的概念是理解力和运动的关键。超重和失重并不是指物体的实际重力发生变化,而是物体所受支持力或拉力相对于重力的状态。这些现象通常发生在物体进行垂直运动,特别是与加速度有关的场景中。 1. **超重**:当物体具有向上的加速度时,会感到比实际重力更大的支持力,即处于超重状态。例如,当电梯加速上升或者人跳起时,脚下的支持力会增加,使人感觉更重。 2. **失重**:相反,如果物体具有向下的加速度,比如自由下落或电梯减速下降,物体所受的支持力会小于重力,这种现象称为失重。在完全失重的状态下,物体对支持面的压力为零,如同在真空中一样。 3. **具体情境分析**:例如题目中提到的升降机问题,如果乘客体重减轻了20%,意味着支持力减少了20%,这可能表示升降机以2m/s²的加速度加速下降或减速上升,因为这两种情况下,人的加速度向下,导致失重。 4. **仪器使用**:在人造地球卫星内,由于持续的失重状态,天平无法正常工作,因为它依赖于物体间的重力平衡;而弹簧测力计可以测量拉力,因此仍能使用;水银温度计依赖热膨胀而非重力工作,所以也能使用;但水银气压计不能使用,因为它基于大气压对水银柱产生的高度差,失重环境下无法准确测量。 5. **物体失重条件**:物体失重并不一定意味着电梯在向下运动,而是电梯加速度向下,可能是加速下降,也可能是减速上升。同时,失重状态下,台秤示数会减少,减少的量等于ma,这里的a是加速度。 6. **弹簧测力计示数变化**:电梯无论向上还是向下运动,只要加速度方向向下,弹簧测力计的示数就会减小,因为物体受到的合力方向向下,即支持力小于重力;反之,如果加速度方向向上,弹簧测力计示数会增大。 7. **计算问题**:在升降机向上运动且弹簧测力计示数为40N时,根据牛顿第二定律,物体A受到的合力是50N(5kg * g - 40N),这个合力提供了向上的加速度。同样,人也会受到类似的力,导致他对地板的压力小于正常情况下的重力。 超重和失重是描述物体在垂直运动中体验到的力的相对变化,它们并不改变物体的实际重力,而是与物体的加速度和运动方向有关。在解决实际问题时,需要结合牛顿的三个定律以及加速度的方向来分析物体所受的支持力或拉力。
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