“失重与超重”在物理解题中的应用例析
郑建荣
失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象。物体失重的条件是物体（或物体的一部分）有竖直向下的加速度。
超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象。物体超重的条件是物体（或物体的一部分）有竖直向上的加速度。
用超重与失重观点在解决某些物体问题（物体对支持物的压力）时能起到事半功倍作用，这个观点的方法是物体对支持物的压力等于物体的实重减去失去的那部分重量加上超重的那部分重量。下面举例说明：
例1.如图1所示，一质量为M＝10kg，倾角θ为30°的斜面ABC静止在粗糙水平地面上。有一质量m＝1kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行的路程S＝1.4m时，其速度v＝1.4m/s，在这过程中斜面没有动。求地面对斜面的支持力？（g取10）
图1
分析与解：本题如用一般的隔离方法解答较繁，但如用失重与超重的观点分析此题，则问题就显得容易。我们可以把M、m看成整体，物体的一部分m存在竖直向下的加速度，这部分物体就失去一部分重量，那么地面对斜面的支持力就等于物体的实重减去失去的那部分重量。
物体m的加速度
a的竖直分量
地面对斜面的支持力
例2.如图2所示，滑轮与绳子质量不计，且无摩擦，，在A、B两物体作匀加速运动过程中，下列关于悬挂滑轮轻杆中的张力大小判断正确的是（）
图2
A.B.
C.D.无法确定
分析与解：由题意，可知存在竖直向下的加速度a，所以失重，而存在竖直向上的加速度a，所以超重。将A、B两物体看作一个整体，由失重与超重的观点可得悬挂滑轮轻杆中的张力
所以选项C正确。
例3.如图3所示，支架质量为M，放在水平地面上，转轴O处用长为L的细绳悬挂一质量为m的小球。求小球由静止从与轴O在同一平线上的水平位置释放后，当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大？
图3
分析与解：小球在竖直平面内做圆周运动，到达最低点时（向心）加速度a方向向上，小球超重。将支架和小球看作一个整体，由失重与超重的观点可得地面对支架的支持力
小球由静止从水平位置释放运动到最低点时的速度
小球在竖直位置时的加速度
由以上三式可得：
例4.如图4所示，轻杆AB长为1m，两端各连接质量的小球，杆可绕距B端0.2m处的O轴在竖直平面内运动，设小球A转到最低点时速度为4m/s。求此时杆对O轴的作用力为多大？（g取）
图4
分析与解：已知小球A转到最低点时速度为，由机械能守恒定律可求得小球B转到最高点时速度为。小球A、B在竖直平面内做圆周运动，小球A在最低点（向心）加速度为
小球A超重。小球B在最高点的（向心）加速度为
（方向向下）
小球B失重。由失重和超重的观点可得轴O对杆的作用力
所以杆对O轴的作用力大小为35N，方向向下。
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