1 第12讲 超重和失重
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知识点一 超重和失重
一、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：用弹簧秤或台秤来测量物体重力时，弹簧秤或台秤的示数叫做物体的视重，当物体与弹簧保持静止或匀速运动时，视重等于实重，当存在竖直方向的加速度时，视重不等于实重。
二、超重与失重
1.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的现象，称为超重现象； 物体具有向上的加速度，根据牛顿第二定律有：F-mg=ma 可解得F=m(g+a)>mg
2.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现象，称为失重现象. 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 为零的现象，称为完全失重；物体具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有： mg-F=ma
可解得F=m(g-a)
3.不论是超重，还是失重或完全失重，物体所受的重力 没有发生 改变，发生超重、失重或完全失重与物体运动的速度 无关，仅决定于物体运动的 加速度.
4.在完全失重的状态下，平时一切由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,液体柱不再产生向下的压强等.
5.超重、失重规律揭示了系统“物重”与“视重”的定性大小关系，是牛顿第二定律的具体应用.
知识点二 研究物理问题的方法
一、整体法和隔离法
1.概念
①研究物理问题时把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为 整体法.
②研究物理问题时把所研究的对象从整体中隔离出来进行独立研究，最终得出结论的方法称为
隔离法.
③外力和内力：如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是物体受到的外力，而系统内各物体间的相互作用了为内力.应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力，如果把某物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转化为隔离体的外力.
□课前基础预习
超重与失重
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．
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．
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．
判断超重、失重状态的方法
1.从受力的角度判断
超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．
失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．
完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零．
2.从加速度的角度判断
超重：物体具有竖直向上的加速度．
失重：物体具有竖直向下的加速度．
完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g.
超重和失重归纳分析
特征
状态 加速度a 视重(F)与重力(mg)的关系 运动情况 受力分析图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速
直线运动
超重 方向
向上 F＝m(g＋a)>mg 向上加速，
向下减速
失重 方向
向下 F＝m(g－a)
向上减速
□课堂达标练习
？1下列关于超、失重的说法中，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：超重还是失重取决于加速度的方向.
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．
？2一个质量为50 kg的人站在升降机的底板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA=5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，如图所示，g取10 m/s2，求此时人对底板的压力。
思路点拨：弹簧测力计的示数为视重，升降机所处的运动状态未知，但可由物体A的运动状态分析求得.
1 第四讲 两类动力学问题 超重和失重
基础知识归纳
1、超重与失重和完全失重
（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，视重的大小等于弹簧测力计所受物体的_
拉力 _或台秤所受物体的 压力 。
（2）超重、失重和完全失重的比较
现象 实质
超重 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 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量
失重 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 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量
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 系统具有竖直向下的加速度，且a＝g
（3）对超重和失重的理解
①当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化.
②物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是向下.
③当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度效果，不再产生其他效果.
④处于超重和失重状态下的液体浮力公式分别为F浮＝ρV排(g＋a)或F浮＝ρV排(g－a)，处于完全失重状态下的液体F浮＝0，即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力.
2、连接体问题
（1）连接体
两个或两个以上 存在相互作用 或 有一定关联 的物体系统称为连接体，在我们运用牛顿运动定律解答力学问题中常会遇到.
（2）解连接体问题的基本方法
整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的内力.
隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析. 2 解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用，有分有合，灵活处理.
（3）整体法和隔离法的应用
①解答问题时，不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取对象，恰当地选择使用隔离法和整体法.
第六节 失重和超重
课标解读 课标要求 素养要求
1.通过实验或体验认识超重和失重现象
2能用牛顿运动定律解释生产、生活中的有关现象，解决有关问题 1.物理现念：通过学习超重、失重，了解运动和力之间关系
2科学思维：建立超重、失重模型，推出弹力与重力之间的关系
3.科学探究：了解重力测量方法，探究超重、失重现象
4.科学态度与责任：通过坐电梯等各种活动，结合生活体验理解超重和失重，形成探索自然的驱动力
自主学习·必备知识
教材研习
教材原句
要点一 失重和超重现象
我们把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现象称为 失重 ①。
要点二 超、失重现象产生的条件
当物体加速上升或减速下降时，即有 向上的加速度 ②时，物体出现超重现象。
自主思考
①处于失重状态下的物体重力真的减少了吗？
答案：提示 物体的实际重力并没有发生变化。
②（1）向上的加速度指的是什么？
（2）物体的运动方向决定物体是超重还是失重吗？
答案：提示 （1）加速度的方向向上；
（2）不决定。
名师点睛
1.重力的测量
（1）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𝐺=𝑚𝑔 。
（2）利用力的平衡条件对重力进行测量。
2.失重和超重
（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情况称为超重现象。
（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情况称为失重现象。
3.失重和超重的解释 （1）电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压力等于人的重力。
（2）当电梯加速下降时，人的加速度方向向下，根据牛顿第二定律可以得出：𝐺−𝐹𝑁=𝑚𝑎 ，即𝐹𝑁=𝐺−𝑚𝑎 ，此时人对电梯的压力小于人的重力，人处于失重状态。
（3）当电梯加速上升时，人的加速度方向向上，根据牛顿第二定律可以得出：𝐹𝑁−𝐺=𝑚𝑎 ，即𝐹𝑁=𝐺+𝑚𝑎 ，此时人对电梯的压力大于人的重力，人处于超重状态。
