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用“失重和超重”巧解力学问题
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8月7日
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当物体在竖直方向上用加速度的时候,由牛顿第二定律可知,
物体对水平支持物的压力或对悬线的拉力,将小于或大于物体的
重力,这就是失重或超重现象。利用失重和超重的规律,去定性
分析判断有关的问题,在很多情况下比直接用牛顿定律分析要简
单的多。
[例1]如图1,斜面M 始终处于静止状态,当物体m 沿斜面下滑时有:
A.匀速下滑时,M 对地面压力等于(M+m)g;
B.匀速下滑时,M 对地面压力小于(M+m)g;
C.加速下滑时,M 对地面压力大于(M+m)g;
D.M 对地面压力始终等于(M+m)g;
解析:
对m 和M 组成的系统,当m 匀速下滑时,系统竖直方向上没有加速度,所以不失重也不超重,对地面的压力等于系统的重力,当m 加速下滑时,整个系统在竖直方向上有向下的加速度,处于失重状态,对地面的压力小于系统重力,当m 减速下滑时,系统在竖直方向上具有向上的加速度,处于超重状态,对地面压力大于系统的重力,所以该题正确答案是A,B,C.
[例2]如图2所示,台秤上放一装满水的杯子,杯底粘连一细线,细线上端系一木球浮在水中,若细线突然断开,试分析在木球上浮的过程中,台秤的示数将如何变化?(不计水的阻力)
解析:
取杯子、水和球整体作为研究的对象,在球加速上升的过程中,整个系统的重心向下运动,具有向下的加速度,所以处于失重状态,台秤的读数将减小。
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