专题复习：超重和失重

超重、失重的理解和应用

1．超重、失重和完全失重的比较

超重现象 失重现象 完全失重

概念 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 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 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象

产生

条件 物体的加速度方向向上 物体的加速度方向向下 物体的加速度方向向下，大小a＝g

列原

理式 F－mg＝ma

F＝m(g＋a) mg－F＝ma

F＝m(g－a) mg－F＝mg

F＝0

运动

状态 加速上升、

减速下降 加速下降、

减速上升 无阻力的抛体运动情况；绕地球匀速圆周运动的卫星

2．超重与失重的理解

(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．

(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度a.的方向向上还是向下，而与速度方向无关．

(3)物体超重或失重的大小是ma.

(4)当物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零时，物体处于完全失重状态，此时加速度a＝g，方向竖直向下；如自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动等都为完全失重

当物体处于完全失重状态时，平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等．

【例1】 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是 ( )．

图3－3－4

A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力

C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为g5，方向一定竖直向下

解析 由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－FN＝ma，可知a＝g5，方向竖直向下，D对．

1 超重和失重

核心问题：

1、什么叫“重”，什么叫超重，为什么名为超重？什么叫失重，为什么名为失重？

2、在地表附近，重力究竟有没有变？

本质上是人类的经典错觉之一。

【例1】、.弹簧秤的秤钩上挂一个质量为1kg的物体，求：在下列情况下，弹簧秤的读数各为多大?

(1) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀加速上升；

(2) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀减速下降；

(3) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升；

(4) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀加速下降。

思考：超重、失重现象都与 的方向无关，只与 的方向有关。

【例2】、三个质量均为m的物体，分别沿三个质量均为M且倾角均为θ的固定斜面下滑；但甲减速下滑，乙加速下滑，丙匀速下滑，且甲、乙的加速度大小相等，则： ( )

A．减速下滑时对地的压力最大

B．三种情况对地的压力一样大

C．甲、乙两种情况下，m所受摩擦力一样大

D．甲、乙两种情况下，地面所受摩擦力一样大

思考：可能什么原因使甲、乙、丙三个物体的下滑情形不一样？

【例3】、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯内，最多能举起80kg的物体，电梯的加速度为多大？如果电梯以同样大小的加速度加速上升，则他在电梯中最多能举起质量为多少的重物？

思考：该人在举重时，其保持不变的物理量有哪些？

【例4】、某大学航空航天工程专业的大学生参加“低重力学生飞行机会计划”，进行不受引力影响的实验。实验时，将飞机开到空中后，让其自由下落，以模仿一种无重力的环境，每次下落过程中，可以获得25s之久的零重力的状态．若飞机离地面的高度不得低于500m，大学生们最大可以承受的支持力为重力的两倍，则飞机的飞行高度至少应为多少米?

牛顿运动定律的应用—超重失重

【自主复习】

1.视重：

视重等于物体对竖直悬挂物的_______或对水平支持物的_______。

2.超重、失重和完全失重的比较

超重现象 失重现象 完全失重现象

概念 视重_____重力（填“大于”或“小于”） 视重_____重力（填“大于”或“小于”） 视重等于______的现象

产生

条件 加速度方向_________（填“向上”或“向下”） 加速度方向_________（填“向上”或“向下”） 加速度方向_________（填“向上”或“向下”），

大小等于______

受

力

图

用牛顿第二定律 列

方 程 F-mg=ma，

得到F=mg+ma>mg

运动

状态 _______上升或_______下降

(填“加速”或“减速”) ______上升或_______下降

(填“加速”或“减速”) 以a=g_____下降或_____上升;绕地球做圆周运动

(填“加速”或“减速”)

【考点演练】

1.下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )

A．物体处于超重状态时，其重力增加了

B．物体处于完全失重状态时，其重力为零

C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了

D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化

2．物体放在升降机的地板上,在升降机运动时,物体相对静止在地板上,则（ ）

A．升降机向上加速运动时，物体所受的重力与地板对物体的支持力是一对平衡力

B．升降机向上加速运动时，地板对物体的支持力小于物体的重力

C．升降机向上减速运动时，物体受到的重力大于地板对物体的支持力 G F

a D．升降机向下加速运动时，地板对物体的支持力大于物体的重力

3．（多选）升降机地板上放一个弹簧秤，盘中放一质量为m的物体，当秤的读数为0.8mg时，升降机的运动可能是 （ ）

超重、失重和完全失重导学案

一 教学目标

1. 知道什么是超重、失重和完全失重现象。

2. 理解在什么条件下会产生超重和失重现象。

3. 会分析、解决超重和失重问题。

二 知识详解

1. 实重与视重

（1）实重：物体实际所受的重力，物体所受的重力不会因物体运动状态的改变而变化。

（2）视重：当物体在竖直方向有加速度时（即0ay），物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。

说明：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们用弹簧测力计测物体重力时，强调应在静止或匀速运动状态下进行。

2. 超重和失重现象

（1）超重现象：当支持物存在向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体本身重力的现象称为超重现象。若支持物或悬挂物为测力计，则超重时“视重”大于实重，超出的部分为ma，此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。

（2）失重现象：当支持物存在向下的加速度时，物体对支持力的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体本身重力的现象称为失重现象。失重时“视重”小于实重，失去的部分为ma，此时物体可做向上减速运动或向下加速运动。

在失重现象中，物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。此时“视重”等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。

（3）超重与失重的原因

①超重:在升降机中的机板的测力计上挂有一质量为m的物体，整个升降机系统有向上的加速度a，那么物体对升降机测力计的压力是否还等于自身的重力？压力如何求呢？

物体受到重力和支持力，如图1所示，由牛顿第二定律，得

mamgFN，∴mgagmFN。

由牛顿第三定律，物体受到支持力和物体对测力计的压力大小相等。

②失重

若升降机系统具有向下的加速度a，如图2所示，则由牛顿第二定律得

maFmgN，∴mgagmFN。