超重的原理
? ? ? ?1.在這個(gè)版塊,讓我們來(lái)學(xué)習(xí)超重的原理。首先讓我們來(lái)設(shè)想有這么一個(gè)物體。此時(shí)它正以一個(gè)加速度向上加速運(yùn)動(dòng),那么它現(xiàn)在將受到哪些力呢?毫無(wú)疑重力G(圖1)。
? ? ? ?2. 那么讓我們?cè)傧胂耄矬w受到的合力方向是哪個(gè)方向呢?
? ? ? ? ? ? ? ? ?學(xué)生回答:上
確實(shí)如此,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,加速度的方向即為合力的方向,加速度向上,因此合力也向上(圖2)。
? ? ? 3.既然合力的方向向上,那向上的分力F0與向下的重力大小關(guān)系如何?
? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)生回答:|F0|>|G|
向上的分力F0與向下的重力G作用于物體,形成了向上的合力F,F=F0-G(以向上為正方向),因而向上的分力大于向下的重力(圖3)。
? ? ? 4.我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了向上的分力大于重力,那么請(qǐng)同學(xué)們思考一下:
? ? ? ? ? ? ?若向上的分力F0由重力計(jì)提供,那重力計(jì)受到的拉力F1與重力的大小關(guān)系又如何呢?重力計(jì)的示數(shù)有何變化?
? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)生回答:|F1|>|G|
是的,由牛頓第三定律可得重力計(jì)對(duì)物體的力F0與重力計(jì)受到的拉力F1是一對(duì)相互作用力,它們大小相等,方向相反。而我們已知重力計(jì)作用于物體的力F0是大于重力G的,因而重力計(jì)受到的拉力F1大于重力G。所以在物體從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí),重力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大(圖4)。

? ? ? ? ?總結(jié):在物體加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),重力計(jì)示數(shù)變大的現(xiàn)象就是超重現(xiàn)象。
? ? ? ? ?補(bǔ)充:重力計(jì)所稱的是什么?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 平常是重力所給于的拉力
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 而現(xiàn)在,物體加速向上,它本身便需要一個(gè)力來(lái)提供向上的加速度。因此重力計(jì)對(duì)物體所做的力F0一部分要提供加速度,而另一部分則要去平衡重力G。這樣由于牛頓第三定律,重力計(jì)所稱的拉力F1也分為兩部分,而重力G只不過(guò)是其中的一部分而已。
? ? ? ? 提醒:必須是加速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的壓力或者拉力,也就是重力計(jì)示數(shù)變大,而不是一只腳踩在稱上那樣的示數(shù)變大。