关于超重失重，支持力，牛二以及一道小题

Question

1 加速度竖直向上=a>0时 电梯里面的物体超重时此时 F-mg=ma
物体失重时候 mg-F=ma
但是我很奇怪，如果物体保持不动时候，mg=支持力F2
但此时支持力却变成了F，那原来的F2跑哪了？超重时候，mg怎么又会比原来大了？mg此时是压力吗？

如果综合到受立分析上，是不是只要在某一个方向有加速度，在那个方向上原来（静止/匀速直线）存在的平衡力，比如重力，弹力，支持力（还有哪些？），都不能按照原来算了，只能把他设定为这个方向上的一个力F，然后再减去反向的力，=ma?

2 A为磁铁，C为秤盘，A和C以及支架的总质量是M；B是铁片，质量是m;整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上的拉力F大小为：
答案是 F>(M+m)g

...........O.............
...........|.............
-------------------------
|..........|.............|
|......-------...........|
|......|..A...|..........|
|......--------..........|
|........................|
|......--------..........|
|.....|...B....|.........|
|......----------........|
-------------------------- C

问题：
解法是
1 将ABC看作整体，故内力不用考虑，因为铁片B加速上升，所以处于超重状态，所以整个系统也处于超重状态，所以 F>(M+m)g

但是既然都将内力不考虑了，为什么系统整体也超重？

2 先将铁片B隔离，受力分析，之后选择A和C组成的系统进行受力分析，热综合后就得出答案。

能详细讲一讲吗？尤其是如何“综合”？

Answer 1

物体静止不懂得时候 F=mg+ma a=0 即 F=mg=G(物体所受重力)
物体加速运动的时候 F=mg+ma=(g+a)m 即 超重的时候a为正值 失重为负
所以你所提的问题（但此时支持力却变成了F，那原来的F2跑哪了？超重时候，mg怎么又会比原来大了？mg此时是压力吗？）是对公式理解上的错误。

对于第二个问题（如果综合到受立分析上，……然后再减去反向的力，=ma? ）我们要明确，当物体进行加速运动的时候那么就一定是力不平衡状态，不平衡的力的方向与加速度方向相同，所以，只在加速度方向上分析受力即可，其他方向上是平衡力。例如:小车向右做匀加速运动，那么我们只分析水平方向的牵引力和摩擦力的差值就可以算出小车加速度（F-f=ma），而垂直方向的支持力和重力是平衡力，可不做分析。

对于第三个问题的第1问（但是既然都将内力不考虑了，为什么系统整体也超重？）要明确一点，虽然物体b在内部运动，但是它所受的力并不是a给它的，而是o点通过a施加给b的，所以这个力不算是内力，而是一个外力，对于这样的问题我们要记住一点，只要物体与外界有接触，而内部并不是静止或云加速运动，那么接触点就一定施加外力，系统不平衡。

受力分析：物体b:向下的重力Gb、向上的吸引力f。
系统a+c：向下的重力Gz、b对系统的向下的拉力f(力是相互的)、o点向上的拉F.
下面开始综合分析：由于总的大系统a+b+c相对于o处于静止，那么o点受力平衡F=Gz+Gb+f(b给的拉力‘力的传递’)排除掉o点 只看系统内部，那么受到力就会多一个向上的牵引力f 所以系统超重

Answer 2

楼主的问题是弄不清楚F与F2产生的原理
1、很奇怪，如果物体保持不动时候，mg=支持力F2
但此时支持力却变成了F，那原来的F2跑哪了？超重时候，mg怎么又会比原来大了？mg此时是压力吗？
答：F、F2的产生，都是支撑物（比如电梯地板）因发生弹性形变而对物体所加的弹力，你想，物体有重力，要下落，地板不让它下落，它们之间就会有挤压，使它们挤压的力是重力，产生形变的大小与之对应，若电梯加速上升，将受到更大的阻碍，因此形变更大，弹力就更大了。
而重力是地球对物体施加的吸引力，与压力是两回事，压力是物体对地板的作用力。
2、楼主对牛顿第二定律不清楚
1．定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2．公式：F合=ma
3．几点说明：
（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
（2）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。
（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物本所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。
4.牛顿第二定律的五个性质：
（1）同体性：F合、m、a对应于同一物体。
（2）矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
（3）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。
（4）相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
（5）独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度。

(6) 因果性：在式F合=am来看，F合是使物体产生加速度的原因，而加速度a则是合力F作用产生的效果。

（7）统一性：式F合=am中的各量必须统一使用国际值单位，合力F的单位是N，质量m的单位是千克，加速度的单位是米每二次方秒。

牛顿第二定律的适用范围
（1）只适用于低速运动的物体（与光速比速度较低）。

接近光速的情况下，牛顿第二定律更改为F=dp/dt（实际上牛顿本人给出的就是这个公式，只不过低速情况下质量为常数所以可以把p=mv中的m提出来，但高速情况下则不行）。

（2）只适用于宏观低速物体，牛顿第二定律不适用于微观原子。
（3）参照系应为惯性系。
(4) 对于这里的F和a来讲，应遵循对应性，即，当一个研究对象具有多个力时，应使每个F与其产生的作用效果对应起来（加速度a），不可混在一起带入公式。

Answer 3

(1)在电梯里面，你只受到2个力，一是重力mg，竖直向下。二是电梯厢地面对你的作用力F，竖直向上。因为你踩上地面，使地面有轻微变形，就像弹簧，所以地面对你有向上的力。

所谓的超重就是感觉身子一沉，失重就是感觉身子一轻。
超重是在向上加速和向下减速时，这时加速度竖直向上,地面要克服重力对你加速，F-mg=ma>0,也即F>mg。
失重是在向上减速和向下加速时，这时加速度竖直向下，地面对你的作用力不需要超过重力，mg-F=ma>0,也即F<mg。

如果你静止或匀速，那么没有加速度，F=mg。

如果原来静止/匀速变成在某一个方向上有加速度，那么说明要么原来平衡力中的某一个或多个力发生了变化，要么有新的力加入进来。

(2)内力不考虑是简化问题的一种手段，不影响系统整个的超重与否。内力仍然是存在的，只不过ABC系统中的内力都是以作用力反作用力的形式存在，只考虑整体的话内力都互相抵消了。

分开考虑，那么B受到向下的重力mg,以及A对B向上的作用力f1.因为B有向上的加速度，所以f1-mg=ma>0,也即f1>mg.

AC受到向下的重力Mg,向上的拉力F，以及B对A的作用力f2，方向向下.这里f1,f2是作用力与反作用力的关系，也即前面所说的内力，它们本质上是电磁力。因为AC禁止，所以受力平衡，F=Mg+f2.

综合B和AC考虑，因为f1跟f2方向相反，大小相等。所以
F=Mg+f2=Mg+f1>Mg+mg=(M+m)g

Answer 4

1.我记得你的课本上说来着，重力也就是地球吸引力是超距力，而你说F和F2都是支持力又叫接触力对不对？
牛顿第二定律是说，物体作加速运动时物体所有合力的结果，并且加速度方向和合力方向一致，加速度大小与物体质量的乘积等于合力的大小。
无论是电梯还是在地面静止不动，人都同时具有重力（方向向下），也承受着地面或电梯的支持力(方向向上)，因此，由于方向相反，当取定一个方向为正时，另一个应该为负。在题目中，取向上为正，则合力表示为数值表达式：F-mg，这里F为支持力，-mg为重力，注意这里的g是一个数值，而不是矢量。如果视作是矢量，F和g应该在顶上带有箭头表示是矢量，并且用加号表示求矢量和。
这样我们用牛顿第二定律就可以得到F-mg=ma，其中a也是一个数值，可正可负，正代表加速度是沿向上的，负代表加速度向下，大小是a的绝对值。
物体保持不动时候，a = 0 ,方程式移项变号，得到mg=F,这个F就是第二个式子里的支持力F2。
2.我看了上面几个人的答案，他们可能真没有看清题，整个架子包括托盘C都被轻绳吊在O上。所以他们回答并不是很准确。
第一，磁力和距离相关，越近强度越大，既然A能把铁片B吸起来，意味着A的吸引力一定大于B的重量，并且逐渐加大，因此B会加速向A运动。因此A会超重。由此知道第一种解法是对的。不考虑内力，我们也可以将A、B、C视作一个整体，它们有一个质心，由于B加速向上运动，整个质心也会加速向上运动，因此这个整体也是超重的。
第二，我们可以隔离B，从上面的分析知道A通过磁场给B一个向上的吸引力，根据牛顿第三定律，B也同样给A一个向下的同样大小的吸引力。上面分析还说明这个吸引力是大于B的重量的。B的重量是mg,因此A和C构成的系统所受的合力是A和C的重力加上B对A的吸引力，也就是Mg加上一个大于mg的力，所以合力大于(M+m)g,这就是答案。

Answer 5

1.F是受到了外力的作用，才会产生加速度，当然不能按照物体静止时所受力来计算。只要记住加速度一定是受到了某个方向的力了，才会产生运动。
2.不考虑内力不是说不超重，而是说忽略ABC之间的相互作用力，譬如压力、弹力及磁铁通电后的电磁力等。所以将ABC看做一个整体加速上升。
如果不通电，去掉B，AC整体有自身重力，绳的拉力两者平衡。通电后若向上升，说明拉力大于重力。所以物体才会运动，和1一个意思。
这是我大概理解的，已经5，6年没看过物理这方面了，也不知道是不是这个意思。。呵呵