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4.6 超重和失重
第四章 运动和力的关系
动手小实验
一、重力的测量
1.如何测量物体的重力？
3.如果物体在运动的情况下，弹簧秤的示数还会等于物体的重力大小吗？
2.测量物体的重力需要注意什么？
G
FN
物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力
视重：
F压
静止
一、重力的测量
一、重力的测量
加速上升
减速上升
加速下降
减速下降
变大
变小
变小
变大
你看到的示数变化
F
t
弹簧秤示数随时间的变化
为什么电梯加速上升时，弹簧测力计的示数会变大？
想一想：
质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯一起以加速度a 匀加速上升，弹簧测力计的示数？
取加速度方向为正方向
F＝F拉＝m( g + a )
> mg
根据牛顿第三定律得，弹簧测力计受到的拉力
F拉－mg = ma
物体对悬挂物的拉力大于物体所受重力的情况称为超重现象。
对支持物的压力
一、重力的测量
F拉
G
为什么电梯减速上升时，弹簧测力计的示数会变小？
想一想：
质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯一起以加速度a 匀减速上升，弹簧测力计的示数？
物体对悬挂物的拉力小于物体所受重力的情况称为失重现象。
对支持物的压力
取加速度方向为正方向
mg－ F拉 = ma
F＝F拉＝m(g－a)
< mg
根据牛顿第三定律得人对升降机的压力
一、重力的测量
F拉
G
二、超重与失重
1.超重：
2.失重：
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
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
视重 > 实重
视重 < 实重
思考：为什么电梯下降过程时，弹簧测力计的示数会有相应的变化？
质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯以加速度a 匀加速下降，弹簧测力计的示数？是超重还是失重？
思考1
思考2
二、超重与失重
质量为m 的钩码挂在弹簧测力计上随电梯以加速度a 匀减速下降，弹簧测力计的示数？是超重还是失重？
向上加速
向上减速
向下加速
向下减速
v
a
v
a
v
a
v
a
F-G=ma
F > G
超重
G-F=ma
F < G
失重
G-F= ma
F < G
失重
F-G=ma
F > G
超重
G
F
G
F
G
F
G
F
二、超重与失重
二、超重与失重
思考：
设竖直向下方向为正方向
牛顿第二定律得：
代入得：
mg-FN=ma
a = g
因为自由下落所以：
FN=0
所以台秤的示数是0.
根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力FN′为：
FN′＝－FN＝0
已知人的质量为50kg，若该人站在台秤上和电梯一起自由下落，
台秤的示数是多少？
FN
G
三、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。
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。
动手小实验-现象解释
三、完全失重
三、完全失重
你感受过生活中的其他完全失重现象吗？
三、完全失重
太空中的完全失重
太空行走
三、完全失重
太空中的完全失重
太空转身
利用完全失重条件的科学研究
制造泡沫金属
三、完全失重
制造理想的滚珠
三、完全失重
在太空中
完全失重的状态下所有和重力有关的仪器都无法使用！
弹簧测力计无法测量物体的重力
能测量拉力或压力的大小
无法用天平测量物体的质量
1.火箭发射
三、发射航天器的超重现象
火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。
2.载人航天
四、发射航天器的超重现象
如果是载人航天，在火箭发射阶段，航天员要承受数倍于自身体重的压力。只有很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题，才能使火箭成功发射、航天员顺利飞向太空。
物体处于超重或失重状态时，物体重力变大还是变小？
超重和失重的实质
物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或物体对悬线的拉力不等于物体的重力，物体受到的重力大小和方向还是不变的。
想一想：
物体是超重还是失重是由a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。
1.超重：
a向上，视重>重力，超重现象。
2.失重：
a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。
五、课堂总结
做一做：
你站在体重计上，尝试着下蹲和起立，试着画出示数变化的大致情况
F
t

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