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第五章 牛顿运动定律
第五节
超重与失重
知识回顾
通常怎样使用测力计测量物体重力呢？
要保持物体静止，再来读取测力计的读数
F'
G
由力的平衡条件
F=G
弹簧的读数就是重物对弹簧拉力F'的大小
由牛顿第三定律
F=F'
∴弹簧的读数就是重力的大小。
F
弹簧的读数实际是物体对弹簧的拉力而不是物体所受的实际重力大小
台称的读数显示的是物体对台秤的压力
实重与视重
物理上把物体所受重力的实际大小即实际重量称为物体的实重
将物体在测量工具上得到的重量的读数称视重
F
G
视重
实重
当物体处平衡状态时
实重
视重
当物体处于不平衡状态（变速运动）时
实重
视重
？
通过弹簧测力计观察超重和失重现象
在弹簧测力计上挂一个重物，观察并记下静止时
测力计的示数。让挂着重物的测力计缓缓地向上或向下做匀速运动，观察测力计的示数有无变化。
使挂着重物的测力计突然竖直向上做加速运动，仔细观察在加速的瞬间测力计示数有无变化。如有变化，是变大还是变小？
使挂着重物的测力计突然竖直向更下做加速运动，仔细观察在加速的瞬间测力计示数有无变化。如有变化，是变大还是变小？
由实验可知，在静止和匀速直线运动状态下，测力计的示数保持不变；而在竖直向上加速时，测力计的示数变大。竖直向下加速时，测力计示数变小。
超重与失重
加速上升
根据牛顿第二定律可得
即
测力计示数大于重物所受的重力
实重
视重
>
物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。
加速下降
加速度方向向上
G
T
加速度方向向下
根据牛顿第二定律可得
即
测力计示数小于重物所受的重力
<
物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。
视重
实重
减速下降
减速上升
若竖直向下的加速度大小正好等于重力加速度 g，T= 0，弹簧称没有示数，这称为完全失重现象
超重与失重
电梯上行
电梯下行
电梯时超重、失重现象
蹦极
水的失重
航天器中的超重和失重
航天器加速升空和减速返回地面时，其上的一切物体都会处于超重状态。如果航天员站立或坐着，在超重情况下，会出现足部血压升高、头部供血不足等现象，轻则引起视觉障碍，重则发生晕厥。因此，航天员应平躺于座椅上（图 5-28），这样可减轻超重对人体的影响。
航天器进入轨道后，所有物体都近似处于完全失重状态。观看我国航天员王亚平进行太空授课的视频，你会发现若干失重现象：悬浮于空中的圆形水球
（图 5-29）、不断转圈的单摆、
飘来飘去的航天员等。这些都
是我们在地面上无法体验到的
完全失重现象。
在航天器中所有和重力有关的仪器都无法使用！
一个质量为 70 kg 的人乘电梯下楼。若电梯以 3 m/s2 的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（取重力加速度g = 10 m/s2 ）
若电梯离开某楼层匀加速下降，其他条件不变，则人对电梯地板的压力又为多大？
练习
1. 某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列四种情形中，手受到的拉力最大的是
A. 电梯匀速上升　　　　　　　　　　B. 电梯匀速下降
C. 电梯加速上升　　　　　　　　　　D. 电梯加速下降
2. 为了观察超重和失重现象，质量为 50 kg 的小红站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数：（取重力加速度 g = 10 m/s2 ）
（1）电梯匀速上升；
（2）电梯以 0.8 m/s2 的加速度匀加速上升；
（3）电梯以 0.8 m/s2 的加速度匀减速上升。
C

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