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4.6超重、失重
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Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！
同学们，你知道超重和失重现象的实质吗？
◆学习任务
（一）读教材，首战告捷
让我们一起来阅读教材，并做好色笔区分吧。
（二）试身手，初露锋芒
让我们来试试下面的问题和小练习吧。
问题1：如何判断物体是超重还是失重？
物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向无关
问题2：解决超重、失重问题的基本方法是什么？
解答超重与失重问题时，首先是对系统进行受力分析，确定物体在竖直方
向上是否有加速度，从而确定物体是超重还是失重，确定物体加速度方向
是求解超重与失重问题的关键。
练习1、下列说法中正确的是( )
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
【答案】B
解析: 当加速度方向竖直向下时，物体处于失重状态；当加速度方向竖直向
上时，物体处于超重状态．蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方
向均竖直向下，且a＝g，为完全失重状态，所以B正确．而A、C、D中运动
员均为平衡状态，F＝mg，既不超重也不失重．
练习2、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，
弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运
动情况(g取10m/s2)：
(1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．
(2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．
(3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．
【解析】选取物体为研究对象，它受到重力mg和竖直向上的拉力T的作用．
规定竖直向上方向为正方向．
(1)当T1＝40N时，根据牛顿第二定律有T1－mg＝ma1，解得这时
静止或匀速直线运动状态．
(2)当T2＝32N时，根据牛顿第二定律有T2－mg＝ma2，解得这
示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．
电梯加速下降或减速上升．
(3)当T3＝44N时，根据牛顿第二定律有T3－mg＝ma3，解得这时
的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加
速上升或减速下降．
（三）攻难关，自学检测
让我们来挑战吧！你一定是最棒的！
【答案】AD
【答案】a=g，完全失重，水不会从洞中射出来。
（五）找规律，方法总结
处理超重、失重问题的方法
我发现的规律是：首先是对系统进行受力分析，确定物体在竖直方向上是否
有加速度，从而确定物体是超重还是失重，再利用牛顿第二定律求解。
测一测，大显身手
练习：1．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T，有一个体重为G的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G＞T，要使下滑时绳子不断，则运动员应该（ ）
A．以较大的加速度加速下滑
B．以较大的速度匀速下滑
C．以较小的速度匀速下滑
D．以较小的加速度减速下滑
2．在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体(g取10m/s2)，则（ ）
A．天平的示数为10kg
B．天平的示数为14kg
C．弹簧秤的示数为100N
D．弹簧秤的示数为140N
3.如图所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是（ ）
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变
B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用
C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变
D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用
4.如图2所示，是电梯上升的v～t图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s之间分别为多大？(g取10m/s2)
解析答案
1. A
2. AD
3. D
4. 解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v－t图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解
对电梯的受力情况分析如图所示：
(1)由v－t图线可知，0～2s内电梯的速度从0均匀增加到6m/s，其加速度a1＝(vt－v0)/t＝3m/s2
由牛顿第二定律可得F1－mg＝ma1
解得钢绳拉力 F1＝m(g＋a1)＝1300 N
(2)在2～6s内，电梯做匀速运动．F2＝mg＝1000N
(3)在6～9s内，电梯作匀减速运动，v0＝6m/s，vt＝0，加速度a2＝(vt－v0)/t＝－2m/s2
由牛顿第二定律可得F3－mg＝ma2，解得钢绳的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．

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