‹ 回去

5.2 视重计算

牛顿运动定律的应用与超重失重 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 物体对悬挂物拉力或对支撑面压力,数值上等于重力与惯性力(ma)的矢量和。

从哪来 本知识点为高一物理力学起点,直接基于牛顿第二定律($F_{net} = ma$)及受力分析基础构建,无需前置图谱节点。

为什么 视重本质是“接触力”。当物体加速运动时,合外力不再为零,支持力/拉力必须调整以提供加速度。例如加速上升时,拉力需克服重力并提供向上加速度,故拉力大于重力;加速下降时,重力提供部分加速度,拉力减小。视重反映的是物体“感觉”到的重量,而非真实质量属性。

生活体验法
适合感性思维强、抽象能力较弱的学生。 让学生体验电梯启动(加速上升)和停止(减速上升)时的身体感受。问:“什么时候你觉得身体变重了?什么时候变轻了?”引导他们发现:加速向上→变重(超重);加速向下→变轻(失重)。强调“感觉”对应的是脚底受到的压力,即视重。
受力分析图解法
适合逻辑严密、偏好结构化思维的学生。 画出物体受力图:重力 $mg$ 向下,视重 $N$ 向上。列牛顿第二定律方程:$N - mg = ma$(取向上为正)。解得 $N = m(g+a)$。通过改变 $a$ 的方向和大小,直接推导 $N$ 的变化。强调数学关系而非物理直觉。
极端假设法
适合喜欢挑战、思维活跃的学生。 提问:“如果电梯自由落体,$a=g$,视重是多少?”代入 $N = m(g-g) = 0$。再问:“如果火箭以 $2g$ 加速上升,视重是多少?”代入 $N = m(g+2g) = 3mg$。通过极端案例强化公式 $N = m(g \pm a)$ 的记忆和应用。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
质量 $m=50\text{kg}$ 的人站在电梯里,电梯以 $a=2\text{m/s}^2$ 的加速度匀加速上升。求人对地板的压力。(取 $g=10\text{m/s}^2$)
变式
同上的人,电梯以 $a=2\text{m/s}^2$ 的加速度匀减速上升。求人对地板的压力。
试试手自己判
检测题
一个质量为 $10\text{kg}$ 的物体放在升降机地板上。当升降机以 $5\text{m/s}^2$ 的加速度竖直向下运动时,物体对地板的压力是多少?($g=10\text{m/s}^2$)
看答案和判分标准
答案:$50\text{N}$
判对标准:
1. 正确识别加速度方向向下,属于失重状态。
2. 正确列出方程 $mg - N = ma$ 或 $N = m(g-a)$。
3. 计算结果 $N = 10 \times (10-5) = 50\text{N}$。
4. 若学生答 $150\text{N}$(误判为超重)或 $100\text{N}$(忽略加速度),均判错。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›