高一物理超重与失重之论主要包括以下内容:
超重:当物体在竖直方向上加速上升或减速下降时,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力大于物体所受的重力。此时,物体重力的方向用平行四边形法则求得,与速度方向不在同一直线上,有夹角,由牛顿第二定律求出物体加速度。
失重:当物体在竖直方向上加速下降或减速上升时,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力小于物体所受的重力。此时,物体重力的方向与速度方向在同一直线上,且方向相同,由牛顿第二定律求出物体加速度。
以上是超重和失重的基本概念,产生这两种状态的根本原因是物体间相互作用力的性质(如重力)与运动状态之间的关系。希望以上信息能帮助您解决问题。如果还有其他问题,请随时告诉我。
题目:一个质量为50kg的人在电梯中,电梯以0.5m/s²的加速度向上运动。求此人在电梯中的支持力和重力。
解答:
首先,我们需要知道超重和失重的基本概念。当物体对支持物的压力大于自身重力时,我们就说物体处于超重状态。反之,当物体对支持物的压力小于自身重力时,我们就说物体处于失重状态。
在这个问题中,电梯以0.5m/s²的加速度向上运动,所以物体处于超重状态。这意味着物体的重力并没有变化,但是它对支持物的压力增大了。
假设电梯的质量为M,那么我们可以根据牛顿第二定律来求解这个问题。
人的支持力N = 人受到的重力mg + 人对电梯的压力N'。由于物体处于超重状态,所以N'>0。
对于电梯来说,它受到的支持力N' = 人的支持力N - 电梯自身的重力Mg。
N - Mg = ma (电梯和人一起向上运动)
N' = N - Mg (电梯受到的支持力)
解这个方程组可以得到:
N = (50 + M)g + 50a = (50 + M)g + 25 (kg/s²)
其中M为电梯的质量,a为电梯的加速度。
所以,人的支持力为(50 + M)g + 25(kg/s²)。由于物体处于超重状态,所以这个支持力大于人的重力。
重力mg = mg = 50kg 9.8m/s² = 490N (不变)
所以,此人在电梯中的支持力和重力分别为(50 + M)g + 25N 和490N。
希望这个例子可以帮助你理解超重和失重的基本概念。