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献给即将高考的考生——高中物理关键知识点剖析(10)

2021/6/6 2:11:41 人评论 次浏览

献给即将高考的考生——高中物理关键知识点剖析(10)

关键知识点(10)对超重和失重现象的分析和深化。

假设一个质量为m的物体,吊在弹簧测力计下面,不论物体和弹簧测力计整体的运动情况如何,物体就受到两个力的作用:物体的重力G和弹簧测力计对物体的拉力(弹力)F,而弹簧测力计的示数就是物体对弹簧测力计的拉力,和弹簧测力计对物体拉力F是一对作用力和反作用力,大小相等方向相反,所以弹簧测力计的示数即为拉力F的大小。

第一种情况——物体和弹簧测力计整体处于平衡状态(静止或任何运动方向的匀速直线运动)。这时弹簧测力计对物体的拉力F和物体的重力是一对平衡力,有F=G,弹簧测力计示数=重力,这时弹簧测力计的示数就是物体的真实重力。

第二种情况——物体和弹簧测力计整体存在一个竖直向上的加速度,至于运动方向即速度方向可任意。这时,物体仍然是受到重力G和弹簧测力计对物体的拉力F两个力的作用,根据牛顿第二定律有:F一G=ma,所以F=G十ma,此时弹簧测力计的示数为G十ma。我们看到弹簧测力计示数大于重力G,就以为物体的重力变大了——这就是超重现象。从上分析可知:物体的重力G并没有发生变化,而是物体和弹簧测力计之间的相互作用力变大了,导致弹簧测力计示数大于了物体的重力。

第三种情况——物体和弹簧测力计整体存在一个竖直向下的加速度,至于运动方向即速度方向可任意。这时,物体仍然是受到重力G和弹簧测力计对物体的拉力F两个力的作用,根据牛顿第二定律有:G一F=ma,所以F=G一ma,此时弹簧测力计的示数为G一ma。我们看到弹簧测力计示数小于重力G,就以为物体的重力变小了——这就是失重现象。从上分析可知:物体的重力G并没有发生变化,而是物体和弹簧测力计之间的相互作用力变小了,导致弹簧测力计示数小于了物体的重力。

若a=g,则F=0,弹簧测力计的示数为零,好象物体不受重力,这就是完全失重现象。实际上物体所受到的重力G,并没有发生变化,只是重力全部用来产生了物体运动的加速度,导致物体和弹簧测力计之间的相互作用力为零,从而弹簧测力计的示数为零。

通过上面的分析我们应抓住本质性知识


1.如何判断物体处于什么状态?我们发现判断物体处于什么状态时,观察的不是物体的运动方向即速度方向,而是加速度方向!

2.不论物体处于什么状态,物体所受到的重力并没有发生变化,而是物体间的相互作用力发生了变化。

3.当a=g时,物体处于完全失重状态,物体之间的相互作用力为零,此时凡是和重力有关的仪器不能使用;凡是和重力有关的实验不能完成!


例题:将物体A放在物体B上,一起斜向上拋出去,不计空气阻力,下列说法正确的是()

A.在上升和下降过程中,A对B的压力一定都为零

B.上升过程中,A对B的压力大于A的重力

C.下降过程中,A对B的压力大于A的重力

D.在上升和下降过程中,A对B的压力都等于A的重力

解析:以A、B整体为研究对象,在不计空气阻力的情况下,不论是上升过程还是下降过程,A、B的加速度都等于当地的重力加速度,处于完全失重状态,A、B之间没有相互作用力,所以A对B的压力为零。选A。


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