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4.6 超重与失重
【学习目标】
1.理解超重、失重的概念；
2.能够结合情况，灵活地判断超重、失重状态；
3.能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。
【重难点】
超重和失重的概念、超重和失重的发生过程。
【导学流程】
一、基础感知（阅读课本P99-P100，完成下列问题。）
1.重力的测量
（1）方法一：利用牛顿第二定律
先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的 ，利用牛顿第二定律可得G= 。
（2）方法二：利用力的平衡条件（常用方法）
将待测物体悬挂或放置在 ，使它处于静止状态。这时物体受到的 和测力计对物体的拉力或支持力的大小 ，测力计的示数反映了物体所受的 。
2.超重和失重
（1）视重：体重计的 称为视重，反映了人对体重计的 。
（2）失重
定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
（3）超重
定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
（4）完全失重
定义：物体对支持物(或悬挂物) 作用力。
产生条件：加速度= ，方向 。
3.超重、失重的理解及应用
（1）超重、失重特点
特征 状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图
平衡 或
超重 竖直向上 或 有竖直向上分量 由 得： 向上 或 向下
失重 竖直向下 或 有竖直向下分量 由 得： 向下 或 向上
完全 失重 自由落体运动 抛体运动
（2）对超重、失重的深层理解
超重和失重现象与物体的速度方向和大小无关，只取决于物体加速度的方向；
物体具有向上的分加速度ay时，也属于超重；物体具有向下的分加速度ay时，也属于失重。例如光滑斜面上下滑的物体具有向下的分加速度，故属于失重状态；
物体处于完全失重状态时，由重力引起的一切现象都会消失。
二、探究未知（根据以上所学，写出自己存在疑惑的问题）
【深入探究】
一、深入学习
1.质量为m的游客乘坐环形座舱（套装在竖直柱子），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动做匀减速运动。不计空气阻力，重力加速度为g，则此过程中下列说法中正确的是（　　）
A．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小等于mg
B．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小大于mg
C．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小大于mg
D．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小小于mg
2.国庆70周年阅兵仪式上，我国空警-2000预警机和空军八一飞行表演队的8架歼-10战机进行飞行表演，飞机先爬升到一定高度，然后匀速通过天安门广场。假设飞机在竖直方向分运动是向上先做加速直线运动后做减速直线运动，则在爬升过程中下列说法正确的是（　　）
A．飞行员所受的重力先增加后减小 B．飞行员所受的合力先增加后减小
C．飞行员先处于超重状态，后处于失重状态 D．飞行员一直处于超重状态
3.设人的质量为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。
4.一个质量是40kg的物体，随升降机一起以2m/s2的加速度竖直加速下降，求物体对升降机地板的压力大小，是大于重力还是小于重力？g取10m/s2。
二、合作探究
一个质量是70kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=6kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为48N，g取10m/s2，求：
（1）此时升降机的加速度的大小；
（2）此时人对地板的压力；
（3）电梯保持这个加速度运动2s恰好停止，求这两秒内电梯上升的高度。
【随堂练习】
1.对于火箭在加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．火箭受到的合力方向竖直向下
B．飞船内的宇航员处于失重状态
C．火箭受到的重力与喷出的气体对火箭的作用力是一对相互作用力
D．飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力
2.某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质的箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　　）
A．物资处于超重状态
B．物资仅受重力作用
C．物资受箱子的支持力逐渐减小
D．由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3
3．某人站在台秤上，从他向下蹲到静止的过程，台秤示数的变化情况是（ ）
A．先变小后变大，最后等于他的重力 B．先变大后变小，最后等于他的重力
C．变大，最后等于他的重力 D．变小，最后等于他的重力
4.质量M＝50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝1kg的物体A。在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为8N，g取10 m/s2。求：（1）求此时升降机加速度的大小和方向；（2）求此时人对地板的压力大小；
（3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。
5.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？处于什么状态？()（1）升降机匀速上升；（2）升降机以4m/s2的加速度上升；（3）升降机以5m/s2的加速度下降；（4）升降机以重力加速度g加速下降。

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