4.7 牛顿运动定律应用二

［要点导学］

1．研究共点力作用下物体的平衡

　　（1）共点力的概念：共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。

　　（2）共点力作用下物体平衡的概念：物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态。

　　（3）共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合外力为零，即F合=0，也就是物体的加速度为零。如果用正交分解法，可以立以下两个方程（F 合x=0和F 合y=0）。

　　（4）求解共点力作用下物体平衡的一般步骤

　　①灵活选取研究对象；

　　②将研究对象隔离出来，分析物体的受力情况并画受力示意图；

　　③根据物体的受力特点选取适当的方法；

　　④列出方程，求解方程，并检查答案是否完整，合理。

2．探讨超重和失重现象

（1）实重、视重、超重、失重和完全失重的概念：

　　实重：即物体的实际重力，它不随物体运动状态变化而变化的。

　　视重：指物体对水平支持面的压力或竖直悬挂线的拉力，它随物体运动状态而变化。

　　超重：视重大于实重的现象。

　　失重：视重小于实重的现象。

　　完全失重：视重等于零的现象。

（2）产生超重和失重的原因：

　　产生超重和失重的原因可以用图4-7-1加以说明。

图中质量为m的物体受重力和拉力两个力的作用，物体和弹簧秤的受力情况如图4-7-2所示。图中FT′的大小就是弹簧秤的读数（即视重），FT′与FT是一对作用力与反作用力，所以FT′= FT （1）如果物体处于静止或匀速运动状态，则FT=mg (2)

这种情况下视重等于实重。如果物体具有向上的加速度，则FT-mg=ma, FT=mg+ma,但是FT′= FT仍然成立，即FT′=mg+ma,物体就处于超重状态。

如果物体具有向下的加速度，则mg- FT =ma, FT=mg-ma,但是FT′= FT仍然成立，即FT′=mg-ma,物体就处于失重状态。

　　综上所述，物体出现超重或失重状态的原因是在竖直方向具有加速度。

（3）对超重和失重现象的归纳总结：

①当物体具有竖直向上的加速度时，物体对测力计的作用力大于物体所受的重力，这种现象叫超重。

②当物体具有竖直向下的加速度时，物体对测力计的作用力小于物体所受的重力，这种现象叫失重。

③物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫完全失重状态。处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。

　　④物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力并没有变化。

⑤在空间站完全失重状态下的工业产品叫太空工业产品，太空工业可以在微重力条件下生产出地面上无法生产的新产品。