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人教版 必修第一册
4.6 超重和失重
一、 从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
动力学的两类基本问题
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？
思考？
一、重力的测量
重力由于地球的吸引而受到的力。
①第一种方法：公式法
g
G=mg
m
F=ma
↓
↓
②第二种方法：平衡法
二力平衡 F = G
相互作用力 F = F`
G
F
G
F
F`
压力与支持力是作用力与反作用力
读数 压力 支持力
支持力N
压力N’
◆体重计的读数与物体重力的关系？
支持力N
重力G
读数
反映
压力
视重：体重计的示数
示数
示数
示数
即：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力的大小。
◆体重计的读数与物体重力
实重：物体自身的重量
支持力N
重力G
思考与讨论
测量时保持静止状态
如果不是静止会怎样？
如何测量重力？需要注意什么？
思考与讨论
人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。
观察到的现象：
视重大于实重（即 F > mg ）
视重小于实重（即 F < mg ）
思考问题：物体在什么条件下发生超重和失重？
一、超重、失重
超重：
失重：
更加直观的现象
点击此处添加章节的描述内容，言简意赅，20号字。
失重
超重
a向下
加速
下降
v ↓
a ↓
减速
上升
v ↑
a ↓
a向上
加速
上升
v ↑
a ↑
减速
下降
v ↓
a ↑
减速上升N减速下降N>G 超重
加速下降N加速上升N>G 超重
：物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态；物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态与运动的方向无关。
m
v
α
m
v
α
m
v
α
m
v
α
G
N
N
G
小结
N
G
G
N
二、超重和失重的条件
例1：设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。
分析 人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如图 4.6-6 所示。
解 设竖直向上方向为坐标轴正方向。
根据牛顿第二定律，有
FN－mg＝ma
FN ＝m（g ＋ a）＝ 60×（9.8 ＋ 0.25）N ＝ 603 N
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力 FN′为
FN ＝－ FN ＝－ 603 N
人对电梯的压力大小为 603 N，方向竖直向下。
若人站在升降机里和升降机一起以重力加速度g下降，测力计的示数是多少？
思考：
分析：以人为研究对象，人受到重力Ｇ和支持力Ｆ作用．根据牛顿第二定律得G - F = ma=mg
由此可得　支持力F＝０
根据牛顿第三定律，人对地板的压力也是０，测力计的示数是０
完全失重现象：当物体对支持物（或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态．
G
F=0
（1）完全失重现象：当物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态．
（2）完全失重的动力学特征：物体处于完全失重状态时，物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）为零．
（3）完全失重的运动学特征：物体处于完全失重状态时加速度向下且等于重力加速度。
三、完全失重
弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。
无法用天平测量物体的质量
完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！
分析：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但杯子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。
完全失重实验
侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？
四、超重和失重现象的应用
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。
航天飞机中的人和物都处于 状态。
近地卫星
远离地球的卫星
航天器中的宇航员
g
g0
g
完全失重
地球
信息
超重对宇航员的影响
宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。
所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。
完全失重的神奇现象
地球
利用完全失重条件的科学研究
制造泡沫金属
液体呈绝对球形
制造理想的滚珠
特征状态 加速度 力F、重力G、质量m、加速度a的方程 运动情况 受力图
平衡 a＝0
超重 向上
失重 向下
完全失重 a＝g
小结

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