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第四章 运动和力的关系
4.6 超重和失重
【新课导入】
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？
一、重力的测量
PART.01
在地球表面附近，物体由于地球的吸引而受到重力。 测量重力常用两种方法 ：
一种方法是，
（1）先测量物体做自由落体运动的加速度 g；
（2）再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得
另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。 这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大 小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。这是 测量重力最常用的方法。
用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态？
物体处于平衡状态
弹簧秤的示数是哪个力的？
物体拉弹簧的力的示数
根据平衡条件和牛顿第三定律知道：
弹簧秤的示数等于物体重力的大小.
二、超重和失重
PART.02
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确的理解您传达的思想。
体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。 根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支 持力 FN 大小相等，方向相反。
如图所示 ，选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和 体重计对人的支持力 FN，这两个力的共同作用使人在下蹲 的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。
设竖直向下方向为坐标轴正方向。 人加速向下运动的过程中，根据牛顿第二 定律，
即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体 所受重力的现象，叫作失重现象。
人减速向下运动的过程中，加速度 方向与运动方向相反，有
体重计的示数（视重）大于人受到的重力。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体 所受重力的现象，叫作超重现象。
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以下是超重和失重现象的演示实验
1. 超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。
知识要点
2. 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。
知识要点
3. 完全失重：当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。
4. 视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力
（1）视重大于重力 超重
（2）视重小于重力 失重
（3）视重等于重力 静止或匀速状态
（4）视重等于零 完全失重
丁
丙
乙
甲
m
v
a
m
v
a
m
v
a
m
a
v
NN>G 超重
NN>G 超重
G
N
G
N
G
N
G
N
向上减速运动
向上加速运动
向下加速运动
向下减速运动
物体失重和超重的情况：
总结
a方向向上
——超重
加速上升
减速下降
a方向向下
——失重
加速下降
减速上升
人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。
下图呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况。很明显，图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某一数值不变的全过程。
请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况。
人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。
如图 ，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。
请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况。
【例题】设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。（g 取 9.8 m/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
这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。
当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。
思考
瓶中的水会流出吗
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信息
超重对宇航员的影响
宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。
所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。
神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到了太空要吃失重之苦。
超重和失重现象的应用
g
近地卫星
远离地球的卫星
航天器中的宇航员
g0
g
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。
航天飞机中的人和物都处于 状态。
完全失重
a=
a=
a=
三、生活中的超重和失重现象
PART.03
太 空 蔬 菜
0
在航天飞机中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.
无法用天平测量物体的质量
但仍能测量拉力或压力的大小。
感谢您的聆听！
Thank you for listening！

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