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浅谈“超重”和“失重”

“激流探险”是一种颇为刺激的娱乐游戏。其最惊险之处莫过于从一个很高的坡顶滑下。在此过程中,你会感到整个心似乎悬于空中,很不踏实。实际上,并不是心脏的位置提高了,而是自身的重心位置相对乎衡位置提高,产生向下的加速度,这就是“失重现象”。反之,若物体具有向上的加速度(可以是竖直向上,也可以是某加速度的竖直向上的分量)就是“超重现象”。而当人造卫星做勾速圆周运动时,其向心加速度等于卫星所处高度的重力加速度,则其处于“完全失重状态”。

  值得说明的是,所谓“超重”:和“失重”并不是重力的增减。在近地面,物体所受的重力可基本认为是不变的。而“超重”和“失重”指的只是“视重”;形象一点说,“超重”即物体对其支持物的压力大于其重力的大小。因为在竖直万问,物体有向上的加速度,据牛二定律;其竖直方向所受合力必向上,用以产生加速度。同,理,“失重”即物体对其支持物的压力大小小于重力大小。

  对于这种物理现象,我们不必费心去背;只要回想坐电梯情景即可。如从低层至高层,则经历超重——匀速——失重的过程。电梯分别做向上加速——匀速——向上减速运动。通过联系实际来分析和处理一些物理问题,是一种形象有效的方法。“超重”和“失重”在物理解题中的应用:例:某人在以a=2.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1=80kg的物体,则此人在地面上最多可举起多大质量的物体?若此人在一匀速上升的升降机中最多可举起m2=40kg的物体,则此升降机上的重力加速度为多大?(g取10m/s2)

  [分析]第一种情况下,人处于“失重状态”,m1也同样具有系统加速度,由于失重,m1对支持物—人的压力小于其本身的重力,因为对于一个人而言,其最大举力恒定;固设举力为F,以运动方向为正,据“牛二”定律可得m1g-F=m1a易得F=600N;

  第二种情况,系统处于超重状态,即m2对人的压力大于其重力,据“牛二”定律F-m2g=ma'易得a'=5m/s2
  [总结]在解题中应用“超、失重”知识,有利于受力分析,同时可增加解题的正确性。


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