超失重问题的深度思考

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:C12sdn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  人教版必修1课本中,对超失重现象的定义是这样的:“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,称为超重现象.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,称为失重现象.”以上定义的建立是基于竖直方向运动的电梯中,人对地板压力的分析,分析中得出当电梯加速上升(或减速下降)时,加速度向上,人对电梯地板的压力大于人受到的重力(即超重);当电梯加速下降(或减速上升)时,加速度向下,人对电梯地板的压力小于人受到的重力(即失重).如果物体正好以重力加速度竖直下落,那么物体对支持物或悬挂物完全没有作用力,这种状态是完全失重状态.以上分析似乎可以得出,加速度向上即发生超重,加速度向下即发生失重.许多教辅资料上关于超失重现象的研究都是这样总结的.事实果真如此吗?
  在竖直方向运动的电梯中,一物体压在地板上或悬在细绳上,如图1所示.
  若电梯的加速度向上,根据牛顿第二定律F-mg=ma,则F=mg ma>mg.根据牛顿第三定律,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′=F>mg,即超重.看来,加速度向上,即发生超重现象,加速度向上也成为超重的标志性特征.那加速度向下呢?(如图2)
  由以上③的分析可见,加速度向下未必都是失重现象,也可能发生超重现象,或既不超重也不失重.将以上分析借助坐标轴分析如下:以加速度向上为正方向,则在a轴上超失重区间(图4)为:
  综上分析,超失重现象是基于物体对支持物的压力 (或对悬挂物的拉力)F与物体所受重力mg的比较,而非仅取决于加速度的方向.
  事实上,加速度向上,一定超重;但加速度向下,未必失重.当加速度向下时,02g,则为超重.
  应用举例 轻杆一端固定一个小球,另一端绕轴在竖直平面内做圆周运动.如图5所示.
  当小球运动到圆周运动的最高点时,若v≠0,则有加速度且方向一定向下,但一定是失重吗?不一定,这要取决于a的大小,此时a=v2R.
  当0  当v=Rg时,小球处于完全失重状态(球对杆的作用力为零)
  当Rg  当v=2Rg时,小球处于不超重也不失重状态(球对杆的拉力等于球所受的重力)
  当v>2Rg时,小球处于超重状态(球对杆的拉力大于球所受的重力)
  透过以上分析,超失重现象的判据并非只看加速度的方向,而要综合考虑加速度的方向和大小.对超失重问题的深度思考其实是基于对定义的牢牢把握,从定义的本质出发,进行全面而深刻的思考,从而避免发生片面性认识.
其他文献
地理涉及人们日常生活的方方面面,人们的衣、食、住、行都与地理息息相关。在地理教学中,实施生活化教学对教学效率的提高有着重要的指导意义。下面笔者就结合自身教学实践,谈一谈高中地理生活化教学。  高中地理与初中地理有着显著的差异。对学生而言,高中地理学习不仅仅是学习简单的地理基础知识,而且还是进一步拓展地理知识内涵。因此,教师要及时转变教学方式,提高学生的学习效率,推动我国高中地理教育不断发展。  一
许多实际的物理研究系统不具有明显的对称性,即破缺类对称,可对其实施某种操作变换,或分割或增补或旋转或替代,或通过变换对象使其演变为对称性更明显系统,通过求解此新对称系统,然后将所得结果引申应用于原来的系统.无论是哪一种方法,其所作的操作,往往是一种对称操作.  1 减割法  求解研究系统系时,分割图形凸兀的部分或减割部分研究对象,使图形组合成一个规则的形状或对称性更高的系统.  例1 求互成120
1物理实验教学现状  物理学的发展与创新都需要依靠实验为基础,而参与物理实验也能够有利于学生的实践与创新能力的提高,也是让学生养成科学素养所必不可少的课程。然而因为很多的教学机构长期受传统的应试体制的影响,很多的学校并不注重物理实验教学,只是通过老师对实验进行讲解,并不让学生真正的参与实验。而一些农村学校甚至缺少实验资源,所以加大低成本物理实验的教学力度,让学生仅通过日常接触到的器材就可以进行物理
期刊
高中物理教材利用恒力对物体做功的物理模型推导出功的计算式W=Fscosθ,如果力的大小是变化的,那么公式中的F就无法取值;如果力的方向是变化的,公式中θ角就无法取值.因此其公式仅适用于恒力做功过程而变力做功问题又经常出现,那我们该如何求解呢?  根据维果斯基最近发展区理论,应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学习者从原有的知识经验中,生长新的知识经验.在求变力做功的教学中,可采用“化
多普勒效应是声波波源和观察者之间发生相对运动时,观察者感到声波频率发生变化的现象.由于声波是疏密变化的纵波,不像横波那么直观化,对于含波形图的多普勒效应计算题,许多教师感觉难以解释,而学生也常常不知如何入手解决问题.这一问题,是高中物理“机械波”一章的难点问题.下面通过一道习题,谈谈多普勒效应计算问题的三种处理技巧和方法.  例题 利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量,图1甲中仪器
初中物理教学大纲要求:初中物理教学要以实验为主,通过实验的探究来认识物理规律,对逻辑思维不强的初中学生来说,这是一种非常好的认知方法,是非常符合现阶段学生认知规律的。初中的学生对所学有些典型的物理知识理解是挺有难度的(尤其是电学部分),有时老师在课堂上讲了一二十遍,学生仍然不能理解,遇到这类题还是不会做,因为他缺少对这种物理现象的感性认识。又因为教材中实验探究的规律相对单一,所以笔者在实验教学中充
期刊
在作文教学中,我尝试着运用多媒体视频图像、声音、动画,人机交互和资源共享等特性,创设宽松和谐的习作环境,使作文课趣味化、真实化、个性化、合作化.rn一、趣味化——创设
目前,人们常用的温度计都是由根据体积的膨胀及红外热等原理制成的温度计,而以颜色变化原理制作的温度计目前还没有。在化合物中有个别的化合物,根据温度的不同,呈现不同的颜色,本实验就是利用固体遇热颜色变化的原理,来制作简易固体变色温度计的。  1仪器及材料  锥形瓶(50 mL,4个)、漏斗、试管及软木塞(2支)、药杓或玻璃棒(1支)、滴管(2支)、温度计、酒精灯、毛细管、火柴。  2药品  异丙醇、无
期刊
所谓力学观点是指以力学中的牛顿三定律及运动学规律为基础、以牛顿第二定律为支撑、以动量与能量两大分支为其发展、以力学的五大规律为核心去认识、求解问题的观点.兹就求解磁场问题的几种力学观点举例说明.  1 应用动力学观点  例1 如图1所示,质量为m,带电量为 q的小球,套在足够长的绝缘直棒上,小球可在棒上滑动.现将此棒竖直放在相互垂直、且方向水平的匀强电场和匀强磁场的复合场中,电场强度大小为E,磁感
物理来源于生活,和我们的生活息息相关。物理是建立在实验基础上的学科,教师在进行初中物理教学中,要注重物理实验的运用。物理实验多种多样,在进行实验教学时,教师要注重实验细节,加强对物理实验的认识,提高学生的物理实验能力。只有做好物理实验的细节,才能够切实的提高物理实验的教学效果。  1巧妙设计体验实验,让学生加强对实验细节的理解  1。1教师要积极讲述物理实验细节的重要性  初中生大多数对于物理都有
期刊