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第六节 失重和超重
第四章 牛顿运动定律
会根据失重、超重产生的条件判断失重、超重现象。
02
知道失重、超重和完全失重现象。
01
重点
03
会利用牛顿运动定律分析、计算超重和失重的问题。
重点
重难点
太空中就餐名场面
为何食物是飘着的？它们的重力消失了吗
牛顿第二定律的表达式是什么？物体的运动性质如何判断？
F合=ma
a与v同向，物体加速
a与v反向，物体减速
F合与v同向加速，反向减速
01
超重、失重现象及其产生的条件
如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，电梯上升过程中经历加速、匀速和减速的过程，在加速和减速上升的过程中，体重计的示数(反映了人对体重计的压力)会发生变化。设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，试分析判断：
如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，
(1)电梯加速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系。
mg
FN
FN－mg＝ma
得FN＝mg＋ma > mg
对人受力分析
由牛顿第二定律
如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，
(2)电梯减速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系
mg
FN
mg－FN ＝ma
得FN ＝mg－ma＜mg
对人受力分析
由牛顿第二定律
2.电梯下降过程中经历加速、匀速、减速的过程，哪个过程中支持力大于重力，哪个过程中支持力小于重力？
mg－FN＝ma
FN＝mg－ma ＜ mg
对人受力分析
①加速下降
FN－mg＝0
FN＝mg
②匀速下降
FN－mg＝ma
FN＝mg＋ma ＞ mg
③减速下降
失重
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
FN＜mg
FN′ =
FT＜mg
FT′=
mg
FN
产生条件:a竖直向下
mg –F=ma
mg
FN′
FT
FT′
超重
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
FN＞mg
FN′=
FT＞mg
FT′=
mg
FN
产生条件:a竖直向上
F – mg=ma
mg
FT
FT′
FN′
完全失重
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态
产生条件:a=g，方向竖直向下
mg=ma
0
1.物体的超重或失重与物体的运动方向有关吗？请举例说明？
答案　物体超重、失重与物体的运动方向无关。
mg
FN
mg
FN
加速上升，超重
减加速上升，失重
2.有人说：“超重就是物体的重力增加了，失重就是物体的重力减小了”。此说法对吗？为什么？
答案　不对。超重和失重只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)增大或减小了，物体本身的重力并没有变化。
重力——由于地球的吸引而使物体受到的力。
(1)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了。(　　)
(2)物体处于超重状态时，物体一定在上升。(　　)
(3)物体处于失重状态时，物体可能在上升。(　　)
(4)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。(　　)
(5)跳高运动员上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态。
(　　)
(6)不计空气阻力，抛向空中的矿泉水瓶中的水，对侧壁和底部的压力都为零。(　　)
√
×
√
×
×
×
1.2024年9月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验。此次回收火箭的过程中，有关火箭的运动，下列说法正确的是
A.火箭在加速下降过程中处于超重状态
B.火箭在加速下降过程中重力会增加
C.火箭在减速下降过程中处于超重状态
D.火箭在减速下降过程中重力会减小
√
火箭在加速下降过程中，加速度方向向下，处于失重状态，但重力保持不变，故A、B错误；
火箭在减速下降过程中，加速度方向向上，处于超重状态，但重力保持不变，故C正确，D错误。
2.(多选)(2023·东莞市高一期末)某同学站在电梯底板上，如图所示的v－t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息，可以判断下列说法正确的是
A.在0~20 s内，电梯向上运动，该同学始终处于超重状态
B.在0~5 s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C.在5~10 s内，电梯在匀速上升，该同学对电梯底板的
压力等于他所受的重力
D.在10~20 s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
√
√
在v－t图像中，图像的斜率表示加速度，0~5 s内斜率为正，加速度为正，方向竖直向上，速度为正，即电梯向上做加速运动，该同学处于超重状态；
在5~10 s过程中，电梯匀速运动，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于平衡状态；
10~20 s过程中，斜率为负，加速度竖直向下，速度为正，即电梯向上做减速运动，该同学处于失重状态，C、D正确。
01从受力的角度判断
02从加速度的角度判断
判断超重、失重状态的方法
F(N)＞mg
F(N)＜mg
F(N)＝0
超重
失重
完全失重
向上的a
向下的a
向下的g
超重
失重
完全失重
注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关
3.(多选)如图所示，甲、乙两物块叠放在一起，当把甲、乙两物块同时竖直向上抛出后(不计空气阻力，重力加速度为g)，则
A.甲的加速度大小小于g，处于失重状态
B.乙的加速度大小大于g，处于超重状态
C.甲、乙的加速度大小均为g，乙对甲无支持力
D.甲、乙间的弹力为零，甲处于完全失重状态
√
√
先分析整体的受力情况，整体只受重力作用，故加速度均为g，均处于完全失重状态；隔离物块甲分析可知，物块只受到重力作用时，加速度才是g，所以两物块间没有相互作用力，即甲、乙的加速度均为g，甲、乙间的弹力为零，故C、D正确，A、B错误。
1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平、液体压强计等)。
2.完全失重时重力本身没有变化。
超重、失重的有关计算
02
4.升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘上放一个质量为20 kg的物体(重力加速度g取10 m/s2)，则：
(1)当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？
(2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直加速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
答案　 (1) 200 N　　 (2)超重状态　220 N　
(3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
(4)当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？
答案　 (3)失重状态　100 N　 (4) 0 　　
(1)当升降机匀速上升时，
FN＝mg＝200 N
根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。
(2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，
根据牛顿第二定律得FN'－mg＝ma1
解得FN'＝220 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为220 N。
(3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，
加速度方向向下，物体处于失重状态，
根据牛顿第二定律得mg－FN″＝ma2
解得FN″＝100 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为100 N。
(4)当升降机自由下落时，
加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，
则物体对台秤的压力为0。
解决超重和失重问题的一般思路
超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时：
(1)分析物体运动的加速度方向；
(2)判断物体处于超重状态还是失重状态；
(3)对物体进行受力分析；
(4)利用牛顿第二定律分析和求解。
03
超重和失重的综合应用
1.若加速度方向向上(或斜向上)，物体处于超重状态；
若加速度方向向下(或斜向下)，物体处于失重状态。
光滑斜面
a
ax
ay
a
ay竖直向下
失重
2.若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态。
5.(2025·东莞市高一期中)如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有
A.地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M＋m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g
D.由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与
(M＋m)g的关系
√
对斜面体和物体组成的系统，当物体具有向下的加速度而斜面体保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力(M＋m)g，故选C。
超重与失重
超重现象
完全失重现象
失重现象
加速度向上
F>重力
加速度向下
F<重力
加速度为g
F= 0

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