速"是指加速度方向而言,"加速"二字意味着加速度方向与速度方向相同,"减速"二字意味着加速度方向与速度方向相反。在解题时要注意这样一些字眼,准确地判断物体所处的运动状态。
分析超重和失重类问题,是以牛顿第二定律为依据的。其分析思路是:
(1)确定研究对象,进行受力分析,并画出受力的示意图。
(2)选取竖直向上的方向为正方向,分析物体的运动状态得到物体运动的加速度的方向,再根据牛顿第二定律列方程。
(3)解方程,得到物体受到的悬挂物的拉力或支持物的支持力。
(4)由牛顿第三定律,判定物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力,从而判断物体处于超重还是失重状态。
【例题2】 电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物,电梯在匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动,以下说法中正确的是(g取10 m/s2)( )
A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为2 m/s2
B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4 m/s2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为4 m/s2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2 m/s2
解析:弹簧测力计的示数变为12 N,也就是物体对弹簧测力计的拉力为12 N,根据牛顿第三定律可知弹簧测力计对物体的拉力为12 N,对物体,根据牛顿第二定律得:F-mg=ma,解得a=2 m/s2,电梯可能向上加速运动或向下减速运动。
答案:AD
\o(\s\up7(反思超重或失重的实质是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于或小于重力的现象。分析超重或失重问题,是以牛顿第二定律和牛顿第三定律为依据的。
1.下列关于失重和超重的说法中,正确的是( )
A.物体处于失重状态时,所受重力减小;处于超重状态时,所受重力增大
B.在电梯上出现失重状态时,电梯必定处于下降过程
C.在电梯上出现超重现象时,电梯有可能处于下降过程
D.只要物体运动的加速度方向向上,物体必定处于失重状态
解析:加速度向下,物体处于失重状态,加速度向上,物体处于超重状态,超重和失重并非是物体所受重力增大或减小,而是使悬挂物或支持物的弹力增大或减小;电梯加速向上运动时,物体处于超重状态,电梯减速下降时,也处于超重状态。
答案:C
2.一个人站在封闭的升降机中。某段时间内这个人发现他处于超重状态,则在这段时间内( )
A.只能判断出升降机的加速度方向
B.只能判断出升降机的速度方向
C.既可以判断出升降机的加速度方向,也能判断出升降机的速度方向
D.既不能判断出升降机的加速度方向,也不能判断出升降机的速度方向
解析:当升降机的加速度向上时,人处于超重状态,此时升降机可能向上加速运动,也可能向下减速运动。
答案:A
3.(2012·山东临沂高一期末)"蹦极"是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中A点是弹性绳的原长位置,C是人所能到达的最低点,B是人静止悬吊时的平衡位置,人在从P点下落到最低点C的过程中( )