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第
节
6
超重和失重
高中物理 必修第一册
第四章
方法一:（牛顿第二定律）
先测量物体做自由落体运动的_________,再用________测量物体的质量m,利用牛顿第二定律得________。
方法二:（二力平衡）
利用力的___________对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上,使它处于________状态,这时测力计的示数反映了物体所受的重力的大小。
阅读课本109“重力的测量”并填空
加速度g
天平
G=mg
平衡条件
静止
一、重力的测量
静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。
支持力FN
压力FN′
问题：体重计的读数与物体重力为什么相等？
支持力FN
重力G
读数
反映
压力
读数 压力 支持力 重力G
二、超重与失重
G
F1
视重:测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。例如人站在体重计上时，体重计的示数称为视重。（是可变的）
实重:物体实际的重力大小。（是不变的）
结论:静止或匀速状态下，视重=实重。
什么情况下视重与视重不相等呢？
二、超重与失重
2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）小于物体所受重力现象
1. 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（视重）大于物体所受重力现象
FN > mg
即：视重>实重
FN < mg
即：视重<实重
二、超重与失重
问题：如何判断物体处于超重还是失重？
实验探究
①
②
③
④
⑤
⑥
超重
超重
失重
失重
等重
等重
a=0
a=0
结论：
a为0时，没有超失重
a方向向上时，超重；
a方向向下时，失重
加速上升
减速上升
匀速上升
加速下降
匀速下降
减速下降
速度方向
电梯运动情况
加速度方向
现象
（超重或失重）
竖直向下
竖直向上
竖直向下
竖直向上

1. 与运动的方向有关吗？
2. 与加速还是减速有关吗？
3. 超重和失重到底由哪个
因素决定呢？
二、超重与失重—实验探究
超重
减速上升FN减速下降FN>G 失重
加速下降FN加速上升FN>G 超重
m
v
α
m
v
α
m
v
α
m
v
α
G
N
N
G
N
G
G
N
由牛顿第二定律：FN-mg＝ma
所以：
FN＝mg+ma
由牛顿第二定律：mg -FN＝ma
所以：
FN＝mg-ma
二、超重与失重—理论分析
完全失重：当加速度a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。
思考：如果电梯向下的加速度逐渐增大，会出现什么情况？
在空中，瓶子中的水处于
完全失重状态，
水与水之间不产生挤压，
水不会从小孔中流出
二、超重与失重—完全失重
新知讲解
【例题】设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/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，受力分析如图所示。
a
FN
mg
v
新知讲解
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＝603N
根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力FN′为
FN＝－FN＝－603N
人对电梯的压力大小为603N，方向竖直向下。
新知讲解
处理这类问题的一般思路:
1、确定研究对象；
2、对研究对象进行受力分析并规定正方向；
3、根据牛顿第二定律列出方程或方程组；
4、求解方程，并对结果做必要说明。
新知讲解
针对练习：电梯里有一台秤，台秤上放一个质量为m=10kg的物体，当电梯静止时，台秤的示数是多少？当电梯以大小为3m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数又是多少？（g=10m/s2）
参考答案：当电梯静止时，台称的示数为100N，当电梯以大小为3m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数是70N。
新知讲解
1、完全失重：如果人在加速下降的过程中加速度a=g，那么，体重计的示数为0。这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态。
三、完全失重
航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。
新知讲解
【例题】已知人的质量为50kg，若该人和电梯一起自由下落，台秤的示数是多少？
解：对人进行受力分析设竖直向下方向为坐标轴正方向
牛顿第二定律得：mg-FN=ma
a=g
FN
mg
v
因为自由下落所以：a=g
代入得：FN=0
根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力FN′为：
FN′＝－FN＝0
台秤的示数是0。
当物体向下的加速度a=g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）将等于零，这种状态称为完全失重现象。
新知讲解
课堂练习
1、一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上。他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40N，该重物的质量为5kg。这时人对升降机地板的压力是—————N。（g取10m/s2）
400
课堂练习
2.下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是（　　）
A.用天平测量物体的质量；
B.用弹簧测力计测物体的重力；
C.用温度计测太空实验舱内的温度；
D.用水银气压计测太空实验舱内气体的压强。
C
课堂练习
3、一人站在体重计上，在他蹲下到停止的过程中，体重计的示数（　　）
A.先小于体重，后大于体重，最后等于体重
B.先大于体重，后小于体重，最后等于体重
C.先小于体重，后等于体重
D.先大于体重，后等于体重
A
课堂练习
4、一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度，人对电梯底部的压力为（　　）
A.mg/3
B.2mg
C.mg
D.4mg/3
D
拓展提高
1、下列说法正确的是（　　）
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。
B
拓展提高
2、下列关于超重和失重的说法中，正确的是 （　　）
A.物体处于超重状态时，其重力增大了
B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
D
拓展提高
3、在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是（ ）
A.水银气压计
B.体重计
C.打点计时器
D.天平
C
课堂总结
1、超重：α向上，视重>重力，超重现象。
2.失重：视α向下，视重<重力，失重现象。
3、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2。
3、物体是超重还是失重是由α的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。
课堂总结
α=g 视重=0 完全失重。
α 向上 视重>重力 超重现象；
α 向下 视重<重力 失重现象；
规律
板书设计
一、重力的测量
测量重力常用的两种方法：一种方法利用牛顿第二定律G＝mg；另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。
二、超重和失重
1.超重：α 向上 视重 > 重力 超重现象。
2.失重：视α 向下 视重 < 重力 失重现象。
板书设计
三、完全失重
向下的加速度a=g时，物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力。
四、航天器的超重现象
1、火箭发射
2、载人航天发射
作业布置
课后练习和同步练习
谢 谢

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