超重和失重知识点梳理和练习

2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，
下列说法中正确的是：
BD
A、此人对地球的吸引性为 m(g+a)
B、此人对电梯的压力为 m(g+a)
C、此人受的重力为 m(g+a)
D、此人的视重为 m(g+a)
五、小结
1、超重和失重发生在：物体在竖直方向产生加速度。
2、超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于 物体所受的重力
牛顿运动定律拓展及其应用
超重和失重
学习目标
1、了解超重现象和失重现象 2、理解超重现象和失重现象的原因 3、知道超重和失重并不是重力的增大和减小 4、知道完全失重现象
一、超重和失重
乘坐电梯时，电梯里站满了人，你还想挤一挤坐这一趟电 梯，刚跨进去，警报就响起来了，于是听到电梯里有人说：超 重了。
从顶楼下到一楼时，电梯一直都正常运行着，在到达一楼 并开始停止时，警报响了，这又是什么原因呢？
失重——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体 所受的重力的情况称为失重现象。
超重与失重现象中，物体的重力是没有变化的。重力G依 然为mg，那么变化的是什么呢？为什么会变化呢？
二、超重和失重的解释
站在静止或者做匀速直线运动的电梯 里时，人受到重力和台称对人的支持力的 关系有：
FN G ma 0
根据牛顿第三定律，人对地板的压力的 大小也是515N，方向与地板对人的支持力的 方向相反，即竖直向下。测力计的示数表示 的是测力计受到的压力，所以测力计的示数 就是515N。
练习
1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种 情况下，弹簧秤的读数最小： C
A、升降机匀速上升 B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升 C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升 D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降

超重和失重（4大题型）知识点1 重力的测量1、实重和视重（1）实重：物体实际所受的重力。

物体所受的重力不会因为物体运动状态的变化而变化。

（2）视重：弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。

2、重力的两种常用测量方法（1）方法一：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质量，利用牛顿第二定律可得 。

重力为G mg（2）方法二：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。

知识点2 超重和失重1、超重和失重（1）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，叫作超重现象，即此时视重大于实重。

（2）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，叫作失重现象，即此时视重小于实重。

（3）完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象，即此时视重为零。

2、超重、失重、完全失重的运动状态【注意】1、只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体的速度方向无关。

2、物体具有向上的分加速度时，也属于超重；物体具有向下的分加速度时，也属于失重。

例如，在光滑斜面上下滑的物块具有竖直向下的分加速度，故物块处于失重状态。

3、物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化，只是“视重”发生了改变。

4、当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。

1、超重和失重的判断方法（1）物体所受的压力（拉力、支持力等）与重力的关系：若N F mg >，物体超重；若N F mg <，物体失重。

（2）加速度方向：加速度（或加速度分量）向上，物体超重；加速度（或加速度分量）向下，物体失重。

2、用F-t 图像分析超重和失重问题如图所示，人站在力传感器上先“”下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数F 随时间t 的变化情况。

失重超重高中物理练习题及讲解# 失重超重现象的高中物理练习题及讲解## 练习题一：失重状态下的物体题目：在一次太空旅行中，宇航员在失重状态下将一个质量为2kg的物体从舱内抛出。

假设物体在抛出时的速度为5m/s，求物体在失重状态下的动能。

解答：失重状态下，物体不受重力影响，动能的计算公式为：\[ KE = \frac{1}{2}mv^2 \]其中，\( m \) 是物体的质量，\( v \) 是物体的速度。

将题目中的数据代入公式，得：\[ KE = \frac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 25 \, \text{J} \] 所以，物体在失重状态下的动能为25焦耳。

## 练习题二：超重状态下的电梯题目：一个质量为60kg的人站在电梯内，电梯以2m/s²的加速度向上加速。

求此时人所感受到的重力。

解答：在超重状态下，人所感受到的重力等于其真实重力加上由于加速度产生的额外力。

真实重力为：\[ F_{\text{real}} = mg \]其中，\( m \) 是人的质量，\( g \) 是重力加速度（约9.8m/s²）。

代入数据得：\[ F_{\text{real}} = 60 \times 9.8 = 588 \, \text{N} \]由于电梯向上加速，人会感受到额外的力，这个力的计算公式为：\[ F_{\text{extra}} = ma \]代入数据得：\[ F_{\text{extra}} = 60 \times 2 = 120 \, \text{N} \]所以，人所感受到的总重力为：\[ F_{\text{total}} = F_{\text{real}} + F_{\text{extra}} =588 + 120 = 708 \, \text{N} \]## 练习题三：失重与超重的转换题目：一个质量为50kg的物体在自由落体过程中，从10m的高度开始下落。

地板的压力和地板对该同学的支持力是作用力与反作用力，
总是大小相等，方向相反，故 D 错误。
答案：AB
3．在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，在电梯运动过程中， 某人在不同时刻拍摄了甲、乙、丙三张照片，如图所示，其 中乙为电梯匀速运动时的照片。从这三张照片可判定 ( )
A．拍摄甲照片时，电梯一定处于加速下降状态 B．拍摄丙照片时，电梯一定处于减速上升状态 C．拍摄丙照片时，电梯可能处于加速上升状态 D．拍摄甲照片时，电梯可能处于减速下降状态
解析：电梯匀速运动时台秤的示数可看作物体的实际重量，题图 甲所示的示数大于题图乙所示的示数，说明拍摄甲照片时物体处 于超重状态，此时电梯可能处于加速上升状态或减速下降状态， 选项 A 错误，D 正确；题图丙所示的示数小于题图乙所示的示 数，说明拍摄丙照片时物体处于失重状态，此时电梯可能处于加 速下降状态或减速上升状态，选项 B、C 错误。 答案：D
[提示] 由题意可知，座舱在离地面 28 m 的位置开始制动， 座舱做匀减速运动，也就是说当座舱落到离地面 50 m 的位置 时，仍在做自由落体运动，处于完全失重状态，手机对手的压力 为零。
当座舱离地面 15 m 时，座舱处于匀减速制动阶段，设加速 度大小为 a，由 v2＝2gh1，v2＝2ah2，
6．上例中，某人在地面上最多可举起 50 kg 的物体，某时他在 竖直向上运动的电梯中最多举起了 60 kg 的物体，据此判断 此电梯加速度的大小和方向(取 g＝10 m/s2)? 解析：由题意某时他在竖直向上运动的电梯中最多举起了 60 kg 的物体，知物体处于失重状态，此人最大的举力为 F ＝mg＝50×10 N＝500 N。 则由牛顿第二定律得，m′g－F＝m′a， 解得 a＝m′mg′－F＝60×1600－500 m/s2＝53 m/s2， 方向向下。 答案：53 m/s2 竖直向下

4.6超重和失重（知识解读）（解析版）•知识点1 超重与失重的概念、特点和判断•知识点2 根据超重或失重图像或状态计算物体的运动情况 •作业 巩固训练1、实重和视重（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。

（2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，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。

此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。

2、超重、失重和完全失重的比较【典例11】匹克球是一种用球拍击球的运动，它是网球、羽毛球和乒乓球的混合运动.近年来匹克球在我国部分地区逐渐成为“新晋网红运动”.若忽略空气阻力，由我们所学的物理知识可知，以下说法正确的是（ ）A．球在空中飞行时，受重力和推力的作用B．球撞击球拍时，球拍对球的力大于球对球拍的力C．球的速度越大，惯性越大D．球在空中飞行时，处于失重状态【答案】D【详解】A．球在空中飞行时，只受重力作用，而不受推力，故A错误；B．球撞击球拍时，由牛顿第三定律可知球拍对球的力等于球对球拍的力，故B错误；C．球的惯性由质量决定，则球的速度越大，惯性依然不变，故C错误；D．球在空中飞行时，只受重力，则处于完全失重状态，故D正确。

故选D。

【典例12】（多选）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，0t 时刻，将一金属小球从弹䈝正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示。

则（）A．1t时刻小球速度最大B．2t时刻小球速度最大C．2t至3t时间内，小球速度先增大后减小D．3t至4t时间内，小球处于完全失重状态【答案】CD【详解】A．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受t时刻到的合力减小，但方向仍然向下；当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故1小球速度没有达到最大，故A错误；B．当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，之后弹力继续增大，弹力大于重力，小球t时刻弹力最大，小球速度为0，故B 向下做减速运动，最低点时弹力最大，由图可知2错误；C．2t至3t这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始时弹力大于重力，小球向上做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大；当弹力小于重力时，小球向上做减速运动，故小球的速度先增大后减小，故C正确；D．3t至4t这段时间内，弹簧的弹力为0，说明小球离开弹簧，只受重力作用，具有向下的加速度g，小球处于完全失重状态，故D正确。

物理超重与失重的知识点
超重和失重是物理学中两个重要的概念，涉及到物体在引力场中的运动和受力情况。

以下是关于超重和失重的一些知识点：
1. 超重现象：
- 定义：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。

- 产生条件：当物体具有向上的加速度时，即加速度方向与重力方向相反。

- 示例：电梯加速上升时，人对地板的压力会大于自身重力。

2. 失重现象：
- 定义：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。

- 产生条件：当物体具有向下的加速度时，即加速度方向与重力方向相同。

- 示例：电梯加速下降时，人对地板的压力会小于自身重力，产生“轻飘飘”的感觉。

3. 完全失重：
- 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象。

- 产生条件：当物体具有向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度时。

- 示例：在太空中的宇航员处于完全失重状态，因为他们所受的重力被航天器的加速度所抵消。

4. 超重和失重的应用：
- 在超重状态下，物体的重量会增加，可以利用这一点来设计和测试某些机械结构的承载能力。

- 在失重状态下，可以进行一些特殊的实验，如微重力实验，研究物体在无重力环境下的行为。

- 在航天领域，超重和失重现象是航天器发射和返回过程中必须考虑的因素。

总之，超重和失重是物体在引力场中运动时的特殊现象，与物体的加速度方向和大小有关。

理解和掌握超重和失重的概念对于研究物体的运动和受力情况具有重要意义。

物理总复习：超重和失重【考纲要求】1、理解牛顿第二定律，并会解决应用问题；2、理解超重和失重的概念，会分析超重和失重现象，并能解决具体超重和失重。

【考点梳理】考点：超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。

2、失重物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。

3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。

在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。

如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。

要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。

（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。

“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。

（3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。

例、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。

传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是 ( )【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止，可见从静止到最大下蹲速度，人处于失重状态，台秤读数变小；从最大的下蹲速度到静止，人处于超重状态，台秤读数变大，最后其读数等于人的重力。

第19讲 超重与失重模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材）模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练模块五 小试牛刀过关测1.通过体验和实验，认识超重与失重；2.通过在电梯中观察体重计或其他方式发现超重和失重产生的条件，并应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质，培养从实际情景中捕捉信息，发现问题并提出问题的能力；3.通过查阅资料、分享和交流，了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，培养用科学知识解释生活现象的能力，激发学习的热情和兴趣，形成良好的科学态度。

■知识点一：重力的测量(1)重力：在地球表面附近，物体由于地球的 而受到的力。

(2)重力的测量方法①公式法：先测量物体做自由落体运动的加速度g ，再用 测量物体的质量，根据G ＝mg算出重力大小。

②平衡条件法：利用 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。

这是测量重力最常用的方法。

■知识点二：超重和失重人站在体重计上向下蹲的过程中，体重计的示数会 。

体重计的示数称为 ，反映了。

(1)失重①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。

②产生条件：物体具有 的加速度。

(2)超重①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。

②产生条件：物体具有 的加速度。

(3)完全失重①定义：物体对支持物(或悬挂物) 的现象。

②产生条件：a ＝g ，方向 。

【参考答案】1.重力的测量(1)吸引(2)重力的测量方法①天平②力的平衡条件、静止、相等2.超重和失重变化、视重、人对体重计的压力。

(1)失重①小于②向下(2)超重①大于②向上(3)完全失重①完全没有作用力②竖直向下。

教材习题01设某人的质量为60kg ，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.252m /s 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。

高一物理下册超重与失重知识点及练习高一物理下册超重与失重知识点1.超重现象定义：物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。

产生原因：物体具有竖直向上的加速度。

2.失重现象定义：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情况叫失重现象。

产生原因：物体具有竖直向下的加速度。

3.完全失重现象定义：物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。

产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。

是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。

【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】答：不是。

只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力，因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。

假若系统在竖直方向有加速度，那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了，大于mg时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。

注意：物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化。

发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关，只取决于物体加速度的方向。

在“完全失重”(a=g)的状态，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。

另外，“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。

上述状态中物体的重力始终存在，大小也无变化，自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的，自然重力不变。

高一物理下册超重与失重练习一、选择题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.容器内盛有部分水，现将容器竖直向上抛出，设容器在上抛过程中不发生翻转，那么下列说法中正确的是()A.上升过程中水对容器底面的压力逐渐增大B.下降过程中水对容器底面的压力逐渐减小C.在最高点水对容器底面的压力大小等于水的重力大小D.整个过程中对容器底面都没有压力3.在一个封闭装置中，用弹簧称一物体的重力，如果读数与物体重力相比有下列偏差，则以下判断中正确的是()A.若读数偏大，则装置一定是在向上做加速运动B.若读数偏小，则装置一定是在向下做加速运动C.若读数为零，则装置一定是在向下做加速度为g的加速运动D.若读数为零，则装置可能静止，也可能是在向上或向下做匀速运动4.电梯内有一个质量为m的物体用细线挂在电梯天花板上.当电梯以?g/3?的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为()A.mgB.mgC.mgD.mg5.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()A.加速上升B.加速下降C.减速上升D.减速下降6.如图所示，试管中有一根弹簧，一个质量为m的小球压在弹簧上.开始时手握住试管处于静止状态，现在突然放手，则小球在开始阶段的运动，在地面上的人看来是()A.自由落体运动B.向上升起一定高度后落下C.向下做加速度小于g的运动D.向下做加速度大于g的运动二、填空题7.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里，此人最多能举起质量为80kg的物体，则此时电梯的加速度应为m/s2;若电梯以5m/s2的加速度上升，则此人在电梯中最多能举起质量为kg的物体(g=10m/s2).8.如图所示的装置以加速度2m/s2竖直上升时，装置中斜面体的倾角α=37°.质量为10kg的小球对斜面的压力是N;对竖直板的压力是N(g取10m/s2).三、计算题9.质量为200kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升，运动过程中台秤的示数F与时间t的关系用如图7-6所示，求升降机在这段时间上升的高度.(g取10m/s2)10.如图所示，固定在地面上的斜面体B，质量为M，与水平方向的夹角为α，物体A的质量为m，A与B之间无摩擦，当A以初速度v0沿斜面向上滑动时，B对地面的压力多大?参考答案1.D2.D3.D4.A5.BC6.C7.2.5408.150909.50m10.Mg+mgcos2α。

超重和失重【学习目标】1．理解超重和失重现象的含义。

2．能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。

【要点梳理】要点一、超重与失重(1)提出问题你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时，你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感觉，电梯即将停止上升时，则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉，这就是失重和超重造成的．(2)实重与视重①实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．②视重：当物体在竖直方向上有加速度时(即a ≠0)，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】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们在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．(3)超重和失重现象①超重现象：当人在电梯中开始上升时，感觉对底板的压力增大，即当物体具有竖直向上的加速度时，这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力，称为超重现象．如用弹簧竖直悬挂一重物静止，当用力提弹簧使重物加速上升时，弹簧伸长，弹力就会变大，这就是一种超重现象．②失重现象：当人在电梯中开始下降时，感觉对底板的压力减小，即当物体具有向下的加速度时，这个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力，称为失重现象．如果物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)等于零，叫完全失重现象．如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止，人拿着悬挂点加速下移时，弹簧会缩短，说明弹力变小，这就是一种失重现象．若人松手，让弹簧和重物一起自由下落，则弹簧的示数为零，此为完全失重现象．【注意】a ．超重与失重现象，仅仅是一种表象，好像物体的重力时大时小．处于平衡状态时，物体所受的重力大小等于支持力或拉力，但当物体在竖直方向上做加速运动时，重力和支持力(或托力)的大小就不相等了．所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是视重的改变．b ．物体处于超重状态时，物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动．即只要物体的加速度方向是竖直向上的，物体都处于超重状态．物体的运动方向可能向上，也可能向下． 同理，物体处于失重状态时，物体的加速度竖直向下，物体既可以做竖直向下的加速运动，也可以做竖直向上的减速运动．c ．物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即y a ≠0时，则当y a 方向竖直向上时，物体处于超重状态；当y a 方向竖直向下时，物体处于失重状念．d ．当物体正好以向下的大小为g 的加速度运动时，这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力，即视重为零，称为完全失重．完全失重状态下发生的现象，我们可以这样设想，假若地球上重力消失，则重力作用下产生的所有现象都将消失，如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等．③超重和失重的判断方法：若物体加速度已知，看加速度的方向，方向向上超重，方向向下失重．若物体的视重已知，看视重与重力的大小关系，视重大于重力，超重；视重小于重力，失重． 要点二、超重、失重问题的处理方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度，我们用牛顿第二定律可以分析到其本质，故对超重、失重问题的处理方法有：(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析，以加速度方向为正方向，列方程，注意使用牛顿第三定律，因为压力和支持力并不是一回事，同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下运动无关．(2)对连接体问题的求解，如测力计、台秤示数变化的问题，对于其中一物体(或物体中的一部分)所处运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断，若用“隔离法”分别进行受力分析，再通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以，但繁琐费力．如果从整体观点出发，用系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断，则会更加简捷方便．【典型例题】类型一、对超重和失重的理解例1、下列说法中正确的是( )A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【思路点拨】超重的本质是具有向上的加速度，失重的本质是具有向下的加速度。

(1)物体与固定斜面间的动摩擦因数; (2)撤去推力F后,物体还能上升的距离(斜面足够长)。
信息提取 【1】物体在斜面上运动时受到重力、支持力、摩擦力、推力的作用,受力分析图如图所示。
【2】、【3】在0~2 s内,推力大小F1=21.5 N,物体做匀加速直线运动;在2~6 s内,推力大小F2 =20 N,物体做匀速直线运动。 思路点拨 首先对物体进行受力分析,结合图像分析物体的运动状态,然后根据牛顿第二定 律列方程求解。
典例呈现 例题 为了探究物体与固定斜面间的动摩擦因数,某同学进行了如下实验:取一质量为m的物体, 使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动【1】,如图甲所示,通过力传感器得到推力随时间变化 的规律如图乙所示【2】,通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示【3】,若已知 斜面的倾角α=30°,重力加速度g取10 m/s2。求:
1.视重 当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为
“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。
2.失重 (1)定义: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。 (2)产生条件:物体具有向下的加速度(或竖直分量向下)。 3.超重 (1)定义: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。 (2)产生条件:物体具有向上的加速度(或竖直分量向上)。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条 件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是绳中张力FT=0。 (4)速度达到最值的临界条件:加速度为0。 2.求解临界问题的常用方法
分析题目中的物理过程,明确临界状态,直接从临界状态和相应的临界条件入手,求出临 临界法

第18讲超重和失重【学习目标】1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．【基础知识】一、重力的测量1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝．2．另一种方法是，利用力的对重力进行测量．二超重和失重1．超重(1)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．(2)产生条件：物体具有的加速度．2．失重(1)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．(2)产生条件：物体具有的加速度．(3)完全失重①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的状态．②产生条件：a＝g，方向．答案：一 1.天平mg质量 2.平衡条件二 1.(1)大于(2)竖直向上 2.(1)小于(2)竖直向下(3)等于零竖直向下【考点剖析】考点一：对超、失重状态的判断例1．某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是()A．该同学处于超重状态B．该同学处于失重状态C ．体重计示数先减小后增大D ．体重计示数先增大后减小【答案】D【解析】人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D 正确，A 、B 、C 错误．考点二：超、失重现象中的计算例2．明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg ，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg 时，取重力加速度g ＝10 m/s 2.下面说法中正确是( )A ．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s 2B ．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s 2C ．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s 2D ．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s 2【答案】BC【解析】小明的体重只有50 kg ，体重计的示数为45 kg ，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为：a ＝mg －N m ＝50×10－45×1050 m/s 2＝1 m/s 2，故B 、C 正确，A 、D 错误． 考点三：超、失重现象中的图象分析例3．某实验小组利用DIS 系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N 的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是( )A ．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B ．从时刻t 1到t 2，钩码处于失重状态，从时刻t 3到t 4，钩码处于超重状态C ．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D ．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止【答案】D【解析】题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t 1，钩码受力平衡；t 1～t 2，拉力小于10 N ，钩码处于失重状态；t 2～t 3，钩码受力平衡；t 3～t 4，拉力大于10 N ，钩码处于超重状态．由以上分析可知，D项错误.【真题演练】1．下列说法正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【答案】.B【解析】从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上．A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态．2．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，其惯性比处于静止时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化【答案】.D【解析】超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有消失，故B错误；惯性的大小与物体的运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其惯性与处于静止时相等，故C错误；物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化，故D正确．3．2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是()A．探测器在加速过程中惯性变大B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力【答案】B【解析】惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．4．在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是()A．升降机以0.8g的加速度加速上升B．升降机以0.2g的加速度加速下降C．升降机以0.2g的加速度减速上升D．升降机以0.8g的加速度减速下降【答案】B【解析】惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．5.在太空空间站中，一切物体均处于完全失重状态，下列测量中,仪器能正常使用的是( )A.用弹簧测力计测物体的重力B.用弹簧测力计测拉力C.用天平测物体的质量D.用温度计测物体的温度【答案】BD 【解析】在太空空间站中,一切物体均处于完全失重状态，所以地球上一切由于重力产生的现象都会消失．当物体挂在弹簧测力计下端时，物体对弹簧测力计的拉力为零，所以不能用它来测物体的重力．将物体和砝码分别放在天平左右两盘时，对盘的压力均为零，所以不能用它来测量物体的质量．所以A、C两项错误;弹簧测力计的工作原理是弹簧的拉力与弹簧伸长的长度成正比，温度计是根据物体的热胀冷缩的原理工作的，这些与物体的重力都无关，所以B、D两项正确．6.如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是()A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力【答案】BD【解析】将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g，再以容器A为研究对象，上升和下落过程其合力等于其重力，则B对A没有压力，A 对B也没有支持力，故A错误，D正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过程加速度大于g，再以球B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：B受到的合力大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的压力．A对B的压力向下，故B正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：下落过程加速度小于g，再以B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力小于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，B对A的压力向下，故C错误．7.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是( )A ．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快B ．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快C ．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变D ．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出【答案】D 【解析】将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出．8．一质量为m ＝40 kg 的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t ＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s 内体重示数F 的变化如图所示．取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：在这段时间内电梯上升的高度是多少．【解析】在0～2 s 内，电梯做匀加速运动，根据牛顿第二定律得： a 1＝F －mg m ＝600－40×1040m/s 2＝5 m/s 2，电梯上升的高度 h 1＝12a 1t 21＝12×5×22 m ＝10 m ；2 s 末速度为v ＝a 1t 1＝5×2 m/s ＝10 m/s ； 中间t 2＝3 s 时间内，电梯做匀速运动，电梯上升的高度 h 2＝v t 2＝10×3 m ＝30 m ；最后1 s 内做匀减速运动，加速度大小 a 2＝mg －F 2m ＝40×10－32040m/s 2＝2 m/s 2，在这段时间内电梯上升的高度h 3＝v t 3－12a 2t 23＝⎝⎛⎭⎫10×1－12×2×12 m ＝9 m ；则电梯上升的总高度h ＝h 1＋h 2＋h 3＝49 m. 答案：49 m【过关检测】1．关于超重与失重的说法正确的是( )A ．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B ．在超重现象中，物体的重力是增大的C ．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D ．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度【答案】D 【解析】失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，故D 对；运动员处于静止状态，合力为零，既不失重，也不超重，A 错误；不管是超重还是失重，物体的重力是不变的，B 、C 错误．2.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力【答案】D【解析】火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，D正确．3．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)()【答案】A【解析】从图可以看出，t0～t1时间内，该人的视重小于其重力，t1～t2时间内，视重正好等于其重力，而在t2～t3时间内，视重大于其重力，根据题中所设的正方向可知，t0～t1时间内，该人具有向下的加速度，t1～t2时间内，该人处于平衡状态，而在t2～t3时间内，该人则具有向上的加速度，所以可能的图象为A.4.如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数()A．变大B．不变C．变小D．先变大后变小【答案】C【解析】同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小．5．如图所示，一轻质弹簧上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止，若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则小球在继续下降的过程中()A．小球的加速度逐渐减小，小球处于失重状态B．小球的加速度逐渐增大，小球处于超重状态C．小球的速度逐渐减小，小球处于失重状态D．小球的速度逐渐增大，小球处于超重状态【答案】B【解析】升降机突然停止，小球由于惯性继续向下运动，但是受到弹簧的拉力越来越大，拉力方向与其运动方向相反，故小球做减速运动，加速度方向向上，则小球处于超重状态；小球加速度增大，B正确；A、C、D错误．6如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2.现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将()A．变大B．变小C．不变D．先变小后变大【答案】B【解析】剪断细线之前，木箱对台秤的压力等于整体的重力；剪断细线以后，物块P向下加速掉落，加速度向下，物体P处于失重状态；由于P的质量大，用整体法可知整个系统处于失重状态，所以木箱对台秤的压力小于整体重力，故示数变小．7．某同学做一小实验，在上端开口的塑料瓶靠近底部的侧面打一个小孔，用手握住水瓶并按住小孔，注满水，移开手指水就会从孔中射出，然后释放水瓶，发现水不再射出(瓶内水足够多)，这是因为水瓶在下落过程中水( )A．处于超重状态B．处于失重状态C．做匀速直线运动D．做匀减速直线运动B【解析】当水瓶被释放后，水瓶及水均做自由下落运动，加速度为g，向下做匀加速直线运动，则均处于失重状态；故ACD错误；B正确；故选B。

《超重和失重》知识清单一、超重和失重的概念超重和失重是物理学中描述物体在竖直方向上运动时所受支持力或拉力与重力关系的两个重要概念。

当物体具有向上的加速度时，物体所受支持力或拉力大于重力，这种现象称为超重。

例如，当电梯加速上升时，站在电梯里的人会感觉到脚下的支持力变大，仿佛自己变重了。

而当物体具有向下的加速度时，物体所受支持力或拉力小于重力，这种情况被称为失重。

比如，电梯加速下降时，人会感觉脚下的支持力变小，好像自己变轻了。

需要注意的是，超重和失重现象中，物体所受的重力本身并没有改变，改变的只是支持力或拉力与重力的大小关系。

二、超重和失重的产生条件1、超重的产生条件要产生超重现象，物体必须具有向上的加速度。

这可以是物体在加速上升的过程中，也可以是物体在减速下降的过程中。

在这些情况下，根据牛顿第二定律，合力方向向上，支持力或拉力大于重力，从而导致超重。

2、失重的产生条件产生失重现象时，物体具有向下的加速度。

这可能出现在物体加速下降的过程，或者物体减速上升的过程中。

此时，合力方向向下，支持力或拉力小于重力，形成失重。

三、超重和失重的定量分析1、超重状态假设物体的质量为m，加速度为a（方向向上），重力加速度为g。

此时，物体所受的合力为 F 合＝ ma，而合力等于支持力 F 支重力mg，即 ma ＝ F 支 mg，所以支持力 F 支＝ m(g ＋ a)。

可以看出，当a ＞ 0 时，支持力大于重力，物体处于超重状态。

2、失重状态同样假设物体质量为 m，加速度为 a（方向向下）。

此时合力 F 合＝ ma，合力等于重力 mg 支持力 F 支，即 ma ＝ mg F 支，所以支持力 F 支＝ m(g a)。

当 a ＞ 0 时，支持力小于重力，物体处于失重状态。

当 a ＝ g 时，支持力 F 支＝ 0，这种完全失重的状态在太空中的航天器中较为常见。

四、超重和失重现象在生活中的实例1、电梯中的超重和失重乘坐电梯时，电梯启动上升和停止下降的瞬间会有超重感，而电梯启动下降和停止上升的瞬间会有失重感。

一、课堂导入回顾牛顿第一定律和牛顿第二定律二、新课传授一、共点力的平衡一个物体在共点力作用力下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。

共点力作用下物体的平衡条件是：合力等于零，即F合=0。

1、二力平衡条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

2、三力平衡条件：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

3、解共点力平衡问题的根本思路1、对研究对象进展受力分析，作出受力图。

2、物体在三个力作用下处于平衡状态，常用解题方法：力的分解法、力的合成法。

3、共面的非平行的三个力平衡时：其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向且三个力的作用线必交于一点(三力汇交原理〕。

4、物体在三个以上〔或三个〕力作用下处于平衡状态，通常应用正交分解法。

例1.如下图，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量为m的小球，小球处于静止状态，假设从左侧将一斜面轻轻推到小球下方与球接触，弹簧保持原长，小球仍静止，那么小球受到的力〔〕A．重力，弹簧弹力B．重力，弹簧弹力，斜面弹力C．重力，斜面弹力D．弹簧弹力，斜面弹力例1 物体在共点力作用下，以下说确的是()A．物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态解析此题考查对于平衡状态的判断，处于平衡状态的物体，从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合外力为零．速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A错；物体相对于另一物体静止时，该物体相对地面不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，应选项B错；选项C 符合平衡条件的判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，选项D 错． 答案 C例2 如图26-2所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两小球处于静止状态．那么该力可能为图中的()A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析 根据平衡条件分析B 的受力可知AB 绳的拉力情况，从而确定A 球的受力情况，根据平衡条件判断出作用在A 球上的外力F 的可能围．因为BO 处于竖直方向，所以B 只受重力和竖直绳OB 的拉力，绳AB 没有力的作用，故而可知A 球只受三个力的作用：重力，绳OA 的拉力、外力．根据平衡条件，A 所受合外力为零，即绳OA 的拉力与重力的合力一定与第三个力是一对平衡力．绳OA 拉力大小不确定，所以其与重力的合力可能围在两力的夹角，那么外力的围是该角的对顶角，综上选项B 、C 正确． 答案 BC变式训练1(1)在例2中，如果去掉B 球，只存在A 球．A 仍静止在图示位置，那么该题应选哪几项？()(2)在例2中，假设把OA 换成一绕O 点转动的轻杆，其他条件不变，又应选哪几项？() 解析 (1)从上面分析知绳AB 无作用力，即有没有B 球对此题无影响，应选项B 、C 正确．(2)如果杆上产生的是拉力与原题一样，可能的围不变；如果杆上产生的是压力，那么外力的可能方向应在竖直方向与OA 夹角的锐角．故换成杆后的围增大了一个锐角．应选项B 、C 、D 正确．答案 (1)BC(2)BCD二、超重和失重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。

高一超重失重知识点一、引言超重失重是物体在重力作用下的一种特殊状态。

在现实生活中，我们经常会遇到超重和失重的情况，比如搭乘过山车时的超重感，以及宇航员在太空中的失重状态。

本文将介绍高一物理学生需要了解的超重失重的知识点。

二、什么是超重和失重1. 超重：物体在加速度大于重力加速度的情况下，产生的一种体验，人体感受到的是比平时更重的重力。

这种情况常见于坐过山车、电梯下降等加速度较大的运动中。

2. 失重：物体在无外力作用或加速度等于重力加速度的情况下，产生的一种体验，物体和人体的质量似乎变得很轻。

这种情况常见于宇宙空间中的自由落体状态或微重力环境。

三、超重的原理1. 牛顿第二定律：F = ma，物体所受合外力等于物体的质量与加速度的乘积。

当物体加速度增大时，所受合外力也会增大，这就是超重的原理。

2. 载人运输工具中的超重：在过山车和电梯等载人运输工具中，这种超重是由于运输工具加速度大于重力加速度所致。

乘客体验到的超重感是由加速度产生的惯性力造成的。

四、失重的原理1. 自由落体状态下的失重：当物体处于自由落体状态下时，物体与重力的合外力为零，根据牛顿第二定律可以得知物体的加速度等于重力加速度，所以人体会感到失重。

2. 宇宙中的失重：在太空中，物体不受地球引力的作用，处于微重力的环境中。

因此，宇航员在太空中会体验到失重的感觉。

五、超重和失重的实际应用1. 超重感的应用：过山车和其他娱乐设施的设计中，会利用超重感来增强乘客的刺激感和快感。

2. 失重环境中的实验：宇航员在太空中可以进行一些失重环境下的实验，例如种植植物、研究人体生长等，以探索人类在失重环境下的适应性和应用前景。

六、总结超重和失重是物体在重力作用下的两种特殊状态，物体在加速度大于重力加速度时产生超重，而物体在自由落体状态下或处于微重力环境中时产生失重。

这些知识点对高一物理学生来说非常重要，有助于他们深入理解牛顿第二定律，并对物理世界中的运动状态有更清晰的认识。

《超重与失重》知识清单一、超重与失重的概念超重和失重是在物体竖直方向运动时出现的一种现象。

超重是指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。

当物体具有向上的加速度时，就会处于超重状态。

失重则是指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。

当物体具有向下的加速度时，就会处于失重状态。

如果物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，这种状态被称为完全失重。

二、超重与失重的产生条件1、超重产生的条件当物体具有向上的加速度时，就会产生超重现象。

比如电梯加速上升、火箭点火起飞等情况。

以电梯为例，如果电梯加速上升，人的加速度向上。

此时，人受到的支持力大于重力，人会感觉自己变重了，这就是超重现象。

2、失重产生的条件当物体具有向下的加速度时，就会产生失重现象。

比如电梯加速下降、跳伞运动员下落过程等。

以电梯为例，如果电梯加速下降，人的加速度向下。

此时，人受到的支持力小于重力，人会感觉自己变轻了，这就是失重现象。

3、完全失重产生的条件当物体的加速度等于重力加速度，即向下的加速度为 g 时，物体处于完全失重状态。

比如在太空中的航天器，绕地球做圆周运动时，其向心加速度等于重力加速度，航天器内的物体就处于完全失重状态。

三、超重与失重的特点1、超重的特点（1）物体的视重增加，即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力。

（2）物体具有向上的加速度。

（3）物体的质量不变。

2、失重的特点（1）物体的视重减小，即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力。

（2）物体具有向下的加速度。

（3）物体的质量不变。

3、完全失重的特点（1）物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零。

（2）物体具有向下的加速度且等于重力加速度。

（3）物体的质量不变。

四、超重与失重的实例1、超重的实例（1）举重运动员在举起杠铃的瞬间，杠铃处于超重状态。

（2）游乐场中的“跳楼机”在加速上升时，乘客处于超重状态。

2、失重的实例（1）蹦极运动员在跳下的过程中，会经历失重阶段。

5.5 超重与失重考点精讲考点1：超重现象1．实重与视重（1）实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化．（2）视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数称为物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重．2．超重现象（1）超重现象：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．（2）产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度a 时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F .由牛顿第二定律可得：F －mg ＝ma .所以F ＝m (g ＋a )>mg .由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F ′>mg .（3）超重的动力学特点：超重⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫向上加速运动向下减速运动加速度方向向上(或有向上的分量)． 【例1】 一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg 的鱼，弹簧测力计的读数为12 N ，该人的体重为750 N ，则他对升降机地板的压力为(g 取10 m/s 2)( )A ．750 NB ．762 NC ．900 ND ．912 N【解析】D 1 kg 的鱼的重力为10 N ，而弹簧测力计的拉力为12 N ，可知鱼所受的合力F 鱼＝(12－10) N ＝2 N ，由牛顿第二定律可知此时鱼的加速度为2 m/s 2，方向向上，这也表明升降机及升降机中的人也正在做加速度向上的运动，将人和鱼看作一个整体，可得N －(M ＋m )g ＝(M ＋m )a ，N 为地板对人向上的作用力，而人对地板的反作用力与N 相等，方向向下，计算可得N ＝912 N ，故选D.【技巧与方法】理解超重现象的两点技巧1. 物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma .2. 决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动．【针对训练】1．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )A ．电梯一定是在上升B．电梯一定是在下降C．电梯的加速度方向一定是向下D．乘客一定处在超重状态【解析】D电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D.2．质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2)【解析】以人为研究对象受力分析如图所示：匀加速上升时，a向上，取向上为正方向，所以N－mg＝ma则N＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N据牛顿第三定律知：体重计的读数为N′＝N＝840 N.考点2：失重现象1．对失重现象的理解（1）从力的角度看：失重时物体受到的竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．（2）从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g，如图所示)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．2.对完全失重的理解物体处于完全失重状态(a＝g)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图所示)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等．【例2】质量为60 kg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，体重计的读数分别为多少？(g取10 m/s2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以3 m/s2的加速度匀加速下降．【分析】①体重计读数对应人对其压力大小．①可用转换对象法对人受力分析．【解析】以人为研究对象进行受力分析，人受重力和支持力作用．(1)升降机匀速上升时，加速度a1＝0，所以有N1－mg＝0即N1＝mg＝600 N由牛顿第三定律知，体重计的读数为600 N.(2)升降机匀加速下降时，加速度向下，人处于失重状态，取向下为正方向，则有mg－N2＝ma2所以N2＝m(g－a2)＝60×(10－3) N＝420 N由牛顿第三定律知，体重计的读数为420 N.【技巧与方法】超重、失重问题的处理方法（1）用牛顿第二定律列方程分析．以加速度的方向为正方向列牛顿第二定律方程，求出结果后，注意运用牛顿第三定律变换成所求的结论，也要注意区分加速度的方向和速度方向．（2）处理连接体问题时，如测力计、台秤示数的变化问题，对于其中一个物体(或物体中的一部分)所处的运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断问题，可以根据系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断．【针对训练】3．(多选)在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是()A．升降机以0.8g的加速度加速上升B．升降机以0.2g的加速度加速下降C．升降机以0.2g的加速度减速上升D．升降机以0.8g的加速度减速下降【解析】BC人处于失重状态，其加速度方向竖直向下，可能是加速下降，也可能是减速上升，人从秤上读出自己的体重即为视重F，由牛顿第二定律有mg－F＝ma，故F＝m(g－a)＝(1－20%)mg，解得a＝0.2g，即升降机以0.2g的加速度加速下降或减速上升．4．一个质量为50 kg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，弹簧测力计下面挂着一个质量为m A＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40 N，如图所示，g 取10 m/s 2，求此时人对地板的压力．【解析】依题意可知，弹簧测力计读数为40 N ，而物体A 的重力G ＝m A g ＝50 N ，显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体A 处于失重状态．由于人和A 以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态．以A 为研究对象，受力分析如图甲所示． 由牛顿第二定律得 m A g －T ＝m A a甲 乙所以a ＝m A g －T m A ＝50－405 m/s 2＝2 m/s 2，方向向下．人的受力如图乙所示． 由牛顿第二定律得 Mg －N ＝Ma ，所以N ＝Mg －Ma ＝400 N由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400 N ，方向向下．考点达标一、选择题1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是( )A ．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大B ．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程C ．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程D ．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态【解析】C 加速度方向向下，物体处于失重状态，加速度方向向上，物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重力增大或减小，而是使悬绳(或支持面)的弹力增大或减小，故A 、D 均错；电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，物体也处于超重状态，电梯减速上升时，物体处于失重状态，故B 错误，C 正确．2．(多选)“天宫二号”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验( )A ．水银温度计测量温度B ．做托里拆利实验C ．验证阿基米德原理D ．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律【解析】AD 物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了．托里拆利实验用到了水银的压强，由于p ＝ρgh 与重力加速度g 有关，故该实验不能完成；阿基米德原理中的浮力F ＝ρgV 排也与重力加速度g 有关，故该实验也不能完成；水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理，弹簧测力计测拉力与重力无关．故能完成的实验是A 、D.3．如图所示，A 、B 两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力．下列说法正确的是( )A ．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零B ．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B 的重力C ．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B 的重力D ．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B 的重力【解析】A 据题意，降落伞未打开时，A 、B 两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A 、B 之间安全带的作用力为零，A 正确，B 、C 错误；降落伞打开后，A 、B 减速下降，加速度向上，则A 、B 处于超重状态，对B 有：F T －mg ＝ma ，即F T ＝mg ＋ma >mg ，故D 错误．4．一质量为m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g ，g 为重力加速度．人对电梯底部的压力大小为 ( )A.13mg B ．2mg C ．mgD.43mg 【解析】D 电梯加速上升时，人处于超重状态，则人所受电梯的支持力为N ＝m (g ＋a )＝m ⎝⎛⎭⎫g ＋13g ＝43mg .由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力大小为43mg ，故D 正确．5．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N ．他将体重计移至电梯内称其体重，t 0 至t 3时间段内，体重计的示数如图所示，电梯运动的v ­t 图像可能是以下四个选项中的(取电梯向上运动的方向为正方向)( )A BC D【解析】AD 由题图可知，在t 0～t 1阶段，体重计示数小于实际体重，则处于失重状态，此时具有向下的加速度；在t 1～t 2阶段，体重计示数等于实际体重，说明电梯做匀速直线运动或处于静止状态；在t 2～t 3阶段，体重计示数大于实际体重，则处于超重状态，具有向上的加速度．故选项A 、D 正确．6．一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600 N ，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数( )A ．一直大于600 NB ．一直小于600 NC ．先是大于600 N ，后小于600 N ，最后等于600 ND ．先是小于600 N ，后大于600 N ，最后等于600 N【解析】D 该同学下蹲全过程中，他先是加速向下后又减速向下运动，最后静止，故他先是处于失重状态，体重计示数小于重力600 N ，后又处于超重状态，体重计示数大于600 N ，最后处于平衡状态，体重计示数为600 N ，D 正确．二、非选择题7．竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示．弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m ＝4 kg 的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动(g 取10 m/s 2)：(1)当弹簧测力计的示数T 1＝40 N ，且保持不变； (2)当弹簧测力计的示数T 2＝32 N ，且保持不变；(3)当弹簧测力计的示数T 3＝44 N ，且保持不变．(弹簧均处于伸长状态)【解析】(1)当T 1＝40 N 时，根据牛顿第二定律T 1－mg ＝ma 1，解得这时电梯的加速度a 1＝T 1－mgm ＝40－4×104m/s 2＝0 m/s 2，由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态． (2)当T 2＝32 N 时，根据牛顿第二定律T 2－mg ＝ma 2，这时电梯的加速度a 2＝T 2－mg m ＝32－404 m/s 2＝－2 m/s 2，即电梯的加速度方向竖直向下，电梯加速下降或减速上升．(3)当T 3＝44 N 时，根据牛顿第二定律T 3－mg ＝ma 3，这时电梯的加速度 a 3＝T 3－mg m ＝44－404m/s 2＝1 m/s 2即电梯的加速度方向竖直向上，电梯加速上升或减速下降． 【答案】 (1)静止或匀速直线运动状态 (2)加速下降或减速上升 (3)加速上升或减速下降。