超重與失重的復習與應用 學習內容 掌握超重與失重現象及條件掌握超重與失重規律掌握求解關于超重與失重問題的基本思路及技能技巧學習要求 會應用超重與失重規律定量求解相關問題 一基本知識 超重與失重規律 超重規律 一現象 視重 實重 二條件 存在豎直向上的加速度 向上加速運動或向下減速運動 三規律 t mg ma上t 視重 mg 實重 ma上 超重 超出的重量等于物體的質量與其豎直向上的加速度的乘積 mg t ma下t 視重 mg 實重 ma下 失重 失去的重量等于物體的質量與其豎直向下的加速度的乘積 失重規律 一現象 視重 實重 二條件 存在豎直向下的加速度 向下加速運動或向上減速運動 三規律 當a下 g時t 0此時現象叫做完全失重 二基本方法 1 存在豎直向上的加速度t 視重 mg 實重 ma上 超重 2 存在豎直向下的加速度t 視重 mg 實重 ma下 失重 3 當a下 g時t 0此時現象叫做完全失重 三基本應用 解 一 對球進行受力分析因球受平衡力的作用則fn1 mg cos fn2 mgtan 1一升降機內有一傾角為 的光滑斜面 在斜面與光滑側壁間有一質量為m的球求 2 若升降機以加速度a加速上升時球對斜面和側壁的壓力分別是多少 解 一 因小球存在豎直向上的加速度則其視重為m g a fn1 m g a cos fn2 m g a tan 2 摩托車以72km h的恒定速率在起伏的路面abcdef上行駛如圖所示 設bcd段的曲率半徑r1 100m 相當于半徑為r1的圓弧 def段的曲率半徑r2 150m ab段為平直斜面 傾角為30 已知車與乘員總質量m 120kg 求車在ab段對路面的壓力f1 n 在bcd段最高點c對路面的壓力f2 n 在def段最低點e對路面的壓力f3 n g取10m s2 在c點由于存在豎直向下的向心加速度 則處于失重狀態所求f2 mg ma1 mg mv2 r1 720n 解 在ab段由于做勻速運動則所求f1 mgcos300 600n 在e點由于存在豎直向上的向心加速度 則處于超重狀態所求f3 mg ma2 mg mv2 r2 1520n 3如圖所示 一臺秤上固定一質量為m的斜面體 斜面上有一質量為m的小物塊求 1 當物塊以速度v勻速下滑時臺秤的示數 2 當物塊以加速度a勻加速下滑時臺秤的示數 解 2 因物塊勻加速下滑存在豎直向下的加速度分量ay gsin 處于失重狀態則臺稱示數fn m m g mgsin 解 1 因物塊勻速下滑處于平衡狀態則臺稱示數fn m m g 4如圖所示 一天平托盤上放有一電磁鐵a 其正下方放一小鐵塊b和砝碼c 處于平衡狀態 當接通電源 小鐵塊b被吸起過程中天平將 a 仍保持平衡 b 平衡態被破壞 左端上升 c 平衡態被破壞 左端下降 d 無法判定 選b 5一等臂杠桿兩端各栓兩質量為m的小球和質量為2m的砝碼處于平衡狀態 現將杠桿固定 再將兩小球旋轉起來后再釋放杠桿 杠桿將 a 仍保持平衡 b 平衡態被破壞 左端上升 c 平衡態被破壞 左端下降 d 無法判定 選a 6在傾角為 質量為m0的斜面體上由質量分別為m m兩物體和一定滑輪構成如圖所示系統 1 若斜面光滑 求釋放后m加速下落的加速度和下落過程中地面對斜面體的支持力 2 若斜面不光滑 動摩擦因數為 求釋放后m加速下落過程中地面對斜面體的支持力 解 1 兩物塊做勻加速運動的加速度大小a mg mgsin m m 根據超重失重規律m超重masin m失重ma則所求fn m0 m m g masin ma 7在傾角為 質量為m0的斜面體上由質量分別為m m兩物體和一定滑輪構成如圖所示系統 2 若斜面不光滑 動摩擦因數為 求釋放后m加速下落過程中地面對斜面體的支持力 解 1 兩物塊做勻加速運動的加速度大小a mg mgsin mgcos m m 根據超重失重規律m超重masin m失重ma則所求fn m0 m m g masin ma 8如圖所示 放在水平地面上的木箱 質量為m 箱內有質量為m的小球 用輕繩系于o點 球在豎直平面內來回擺動 則下列說法中正確的是a 當球擺到最高點時 木箱對地面的壓力等于 m m gb 當球擺到最高點時 木箱對地面的壓力小于 m m gc 當球擺到最低點時 木箱對地面的壓力等于 m m gd 當球擺到最低點時 木箱對地面的壓力大于 m m g 當運動到最高點的加速度大小為a v2 l 方向豎向上指向圓心o 存在豎直向上的加速度 則應處于超重狀態 a 解 當運動到最高點的加速度大小為a gsin 方向垂直于繩斜向下 存在豎直向下的加速度分量 則應處于失重狀