在0到6 s内体重计示数F的变化如图所示。试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?(取重力加速度g=10 m/s2)
1.超重、失重现象的本质是视重(对支持物的压力或对悬挂物的拉力)大于重力或小于重力的现象,物体的重力并没有变化。
2.判断失重的方法可从加速度方向上判断,加速度方向向下(或分量向下)物体就失重,失重现象与物体速度方向无关。
3.如果定性分析超重、失重问题,只判断出加速度方向就可以了;但若是要求某力的数值,就要用牛顿第二定律列方程,用牛顿第二定律列方程时要以加速度方向为正方向。
答案:
活动与探究1:1.答案:弹簧测力计的示数会增大。当物体加速上升或减速下降时,弹簧测力计的示数增大,由于物体有向上的加速度,则F-G=ma,此时F>G,出现超重现象。超重现象中,物体的重力并未增加,只是物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力增加了。
2.答案:(1)不是。 这是由于超重现象引起的。当升降机具有向上的加速度时,人对体重计的压力大于人本身重力的现象称为超重,人的重力并没有发生变化。
(2)体重计示数变大,升降机可能有两种运动情形:①向上做加速运动;②向下做减速运动。这两种情况中,加速度的方向均向上。根据牛顿第二定律,人所受支持力F=mg+ma,所以F>mg,出现超重。
迁移与应用1:答案:见解析
解析:(1)对杨利伟受力分析,由牛顿第二定律得:N-mg=ma,解得:N=mg+ma=1 159.2 N。由牛顿第三定律,座椅对杨利伟的支持力和杨利伟对座椅的压力为作用力与反作用力,可知他对座椅的压力为1 159.2 N。
(2)表示承受的压力大小为自身重力的8倍。
(3)当飞船减速下降时,飞船的加速度竖直向上,处于超重状态,应有超重的感觉。
活动与探究2:1.答案:弹簧测力计的示数会减小。当物体减速上升或加速下降时,物体有向下的加速度,则G-F=ma,此时F<G,出现失重现象。失重现象中,物体的重力并未减小,只是物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力减小了。
2.答案:(1)这种说法不对。当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体本身重力的现象称为失重。物体的重力并没有减小。
(2)物体可能有两种运动情形:①向上做减速运动;②向下做加速运动。这两种情况中,加速度的方向均向下。根据牛顿第二定律,发生失重时:物体所受支持力(或拉力)F=mg-ma,此时F<mg。
迁移与应用2:答案:9 m
解析:由题图可知,在0~2 s内,体重计的示数大于mg,故电梯应做向上的加速运动。设在这段时间内体重计作用于小朋友的力为N1,电梯及小朋友的加速度为a1,根据牛顿第