考点学练测：5.5 超重与失重（解析版）.docxVIP

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5.5超重与失重

考点精讲

考点1：超重现象

1．实重与视重

（1）实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化．

（2）视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数称为物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重．

2．超重现象

（1）超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象．

（2）产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma.所以F＝m(g＋a)mg.由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′mg.

（3）超重的动力学特点：

超重eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(向上加速运动,向下减速运动))加速度方向向上(或有向上的分量)．

【例1】一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1kg的鱼，弹簧测力计的读数为12N，该人的体重为750N，则他对升降机地板的压力为(g取10m/s2)()

A．750N B．762N

C．900N D．912N

【解析】D1kg的鱼的重力为10N，而弹簧测力计的拉力为12N，可知鱼所受的合力F鱼＝(12－10)N＝2N，由牛顿第二定律可知此时鱼的加速度为2m/s2，方向向上，这也表明升降机及升降机中的人也正在做加速度向上的运动，将人和鱼看作一个整体，可得N－(M＋m)g＝(M＋m)a，N为地板对人向上的作用力，而人对地板的反作用力与N相等，方向向下，计算可得N＝912N，故选D.

【技巧与方法】

理解超重现象的两点技巧

物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma.

决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动．

【针对训练】

1．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明()

A．电梯一定是在上升

B．电梯一定是在下降

C．电梯的加速度方向一定是向下

D．乘客一定处在超重状态

【解析】D电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D.

2．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时，体重计的读数是多少？(g取10m/s2)

【解析】以人为研究对象受力分析如图所示：

匀加速上升时，a向上，取向上为正方向，所以

N－mg＝ma

则N＝m(g＋a)＝60×(10＋4)N＝840N

据牛顿第三定律知：

体重计的读数为N′＝N＝840N.

考点2：失重现象

1．对失重现象的理解

（1）从力的角度看：失重时物体受到的竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．

（2）从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g，如图所示)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．

2.对完全失重的理解

物体处于完全失重状态(a＝g)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图所示)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等．

【例2】质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数分别为多少？(g取10m/s2)

(1)升降机匀速上升；

(2)升降机以3m/s2的加速度匀加速下降．

【分析】①体重计读数对应人对其压力大小．

②可用转换对象法对人受力分析．

【解析】以人为研究对象进行受力分析，人受重力和支持力作用．

(1)升降机匀速上升时，加速度a1＝0，所以有N1－mg＝0

即N1＝mg＝600N

由牛顿第三定律知，体重计的读数为600N.

(2)升降机匀加速下降时，加速度向下，人处于失重状态，取向下为正方向，则有mg－N2＝ma2

所以N2＝m(g－a2)＝60×(10－3)N＝420N

由牛顿第三定律知，体重计的读数为420N.

【技巧与方法】

超重、失重问题的处理方法

（1）用牛顿第二定律列方程分析．以加速度的方向为正方向列牛顿第二定律方程，求出结果后，注意运用牛顿第三定律变换成