第3节 牛顿运动定律的综合应用
知识点一| 超重和失重
1．实重和视重
(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关，在地球上的同一位置是不变的。
(2)视重
①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2．超重、失重和完全失重的比较
|
|
超重现象
|
失重现象
|
完全失重
|
|
概念
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象
|
|
产生条件
|
物体的加速度方向向上
|
物体的加速度方向向下
|
物体的加速度方向向下，大小a＝g
|
|
原理方程
|
F－mg＝ma
F＝m(g＋a)
|
mg－F＝ma
F＝m(g－a)
|
mg－F＝mg
F＝0
|
|
运动状态
|
加速上升或减速下降
|
加速下降或减速上升
|
无阻力的抛体运动；绕地球匀速圆周运动
|
(1)失重说明物体的重力减小了。 (×)
(2)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上。 (×)
(3)物体失重时，也可能向上运动。 (√)
(4)用弹簧测力计称量浸没在水中的物体时，示数小于实际重力G，这也是失重现象。 (×)
考法1 超重、失重现象的分析
1．平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( )
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
D [手托物体上抛的开始阶段，要使物体加速，则物体处于超重状态，之后手将要离开物体，手和物体一起继续向上运动，但要减速，这时物体处于失重状态。物体离开手的瞬间只受重力作用，物体的加速度等于重力加速度。手和物体分离前速度相等，而手的减速一定要比物体快，才能离开物体，即分离瞬间手的加速度大于重力加速度。]
2.(2019·郑州模拟)某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是( )
A．人在C点具有最大速度
B．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动
C．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态
D．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重
D [由题图可知，C点是最低点，人在C点的速度为零，故A项错误；C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，不是匀加速运动，故B项错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故C项错误，D项正确。]
[考法指导] 判断超重和失重现象的技巧
?1?从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力?或支持力?大于重力时，物体处于超重状态；当拉力?或支持力?小于重力时，物体处于失重状态；当拉力?或支持力?等于零时，物体处于完全失重状态。
?2?从加速度的角度判断：当物体具有竖直向上的加速度?或加速度分量?时，物体处于超重状态；当物体具有竖直向下的加速度?或加速度分量?时，物体处于失重状态；当竖直向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态。
