第三章 微专题18超重与失重

第三章 第七节 超重和失重

在太空探索和科学研究领域中，超重和失重是两个重要的概念。这些概念不仅仅适用于宇航员和宇宙飞船，也适用于我们日常生活中的很多情景。本文将深入探讨超重和失重的定义、原因和影响。

超重

超重是指物体受到的重力大于其自身重量所需的力的情况。在地球上，我们每天都经历着超重状态。这是因为地球以恒定的加速度吸引和拉扯物体。当我们站立或行走时，地球对我们的吸引力会使我们感到重力。这种感觉是普遍存在的，而我们的身体和肌肉也适应了这种常态。

然而，当我们经历超重时，会感到额外的重力，这会对我们身体造成一定的负担和不适。超重的原因可能有很多，例如，乘坐过载的电梯、承载过重的物品或长时间处于高重力环境中。

超重会对身体造成一定的影响，例如增加肌肉和关节的压力，导致疲劳和不适。长期处于超重状态可能会导致身体不适应和出现健康问题。因此，减少超重的负荷对我们的健康至关重要。

失重

与超重相反，失重是指物体的重力等于或小于其自身重量所需的力的情况。在地球上，我们很难经历真正的失重状态，因为地球对我们的吸引力始终存在。然而，在太空中或在特定的环境下，失重状态是可能的。

太空飞行员在太空船中经历失重状态。这是因为宇航员所处的航天器不再受到地球的引力限制，而受到航天器自身运动状态的影响。在失重状态下，物体会失去对地球的引力，它们将自由地悬浮在太空中，就像在零重力环境中一样。

失重状态对人体产生了许多有趣的影响。宇航员在失重状态下会感到轻盈，甚至可以在太空船内飞行。此外，在失重状态下，血液的流动也会改变，胃液和气体也会散开。这可能导致一些身体上的不适，例如晕动病和食欲下降。

失重状态在科学研究中也非常有用。宇航员可以利用失重状态开展各种实验，并观察物质、液体和气体在无重力环境中的行为。 超重和失重的影响

无论是超重还是失重，都会对物体和人体产生各种影响。在超重状态下，物体的重量会增加，这可能导致肌肉疲劳、关节压力增加和体力消耗增加。长时间超重可能会导致身体不适应和健康问题。

第三章 第七节 超重和失重

在太空中，人们会经历超重和失重的现象。这些现象是由于物体所受的引力产生的。当一个人站在地球上时，他受到地球引力的作用。而当他进入太空时，他不再受到地球引力的作用，因此会经历失重的现象。

当人们在太空站在一个旋转的空间站上时，他们会经历超重的现象。这是因为旋转空间站所产生的向心力会向外推开人们的身体，导致体重增加。这种超重的感觉有点像乘坐过山车或旋转木马一样，但持续时间更长，更加难以承受。

失重也是一种奇妙的体验。在失重状态下，人们能够自由移动，甚至能够飞行。但是，失重状态下也存在一些问题。例如，人们在失重状态下会失去方向感，因为没有地心引力来帮助他们感知上下方向。此外，失重状态下，人们的肌肉、骨骼和心血管系统都会下降，导致身体的适应性下降，容易感到乏力和头晕眼花。

在太空中，超重和失重不仅仅是一种物理现象，更是一个生理和心理挑战。宇航员需要进行严格的身体和心理训练来适应这些状态，并使他们能够在太空环境中更好地工作和生活。

总之，太空中的超重和失重是一种独特的体验，需要宇航员具备良好的身体和心理素质来适应这种状态，这也是太空探索取得成功的重要因素之一。

第18讲超重与失重

【典型例题】

例1关于超重与失重，下列说法中正确的是：

A .物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力， 因此，物体处于超重状态

B .物体静止在倾角为 a的斜面上，物体对斜面的压力大小为 mg cosot，并小于物体

的重力mg，所以物体处于失重状态

C.物体在竖直平面内做圆周运动，物体在最低点，由于速度水平，所以物体既不超重 也不失重

D .同步卫星中的物体也是处于完全失重状态

例2某人在地面上最多能举起质量为 60kg的重物•他在某竖直上升的升降机中能举起

质量为75kg的重物，则升降机的运动状态为 __________ ,加速度大小为a= _________ m/s2;若升降

机以同样大小的加速度减速下降，该人在此升降机中最多能举起质量为 _kg的物体（取g

=10m/s2，要求写出解题过程）o【知识梳理】

1. 重力的概念：物体由于地球吸引而使物体受到的力。重力的大小是通过二力平衡进行测

量，即物体处于平衡时，对水平支持面的压力或竖直悬绳的拉力 ______ 物体所受重力。

2. 超重与失重：由于物体在竖直方向上有加速度或分加速度，使物体对水平支持面的压力 或对竖直悬绳的拉力大于或小于物体的重力。

超重：物体对水平支持面的压力（或对竖直悬绳的拉力） 失重：物体对水平支持面的压力（或对竖直悬绳的拉力） 完全失重：物体对水平支持面的压力（或对竖直悬绳的拉力）

3. 对超重、失重的理解

① 超重、失重时，物体本身的重力依然存在且不变；

② 超重、失重与运动速度的方向 _________ 关，只决定于加速度方向。

当物体具有竖直向上的加速度时，物体处于 _______________ 状态，

是 __________________________________

当物体具有竖直向下的加速度时，物体处于

是 _______________________________________ o

微专题18 超重、失重问题 瞬时问题

1．当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.2.轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变；弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变，在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的．

1.(2023·黑龙江双鸭山市第一中学开学考试)如图所示，质量为m的小球用绳AO和轻弹簧OB拉起吊在天花板上，平衡后AO、OB与天花板的夹角均为θ，重力加速度为g.若突然将绳AO剪断，则剪断瞬间球的加速度的大小为( )

A.g2sin

θ B.gsin θ

C.g2cos θ D．gcot θ

答案 A

解析 剪断AO前，由共点力平衡有FAsin θ＋FBsin θ＝mg，FAcos θ＝FBcos θ，可解得FA＝mg2sin θ，绳AO剪断瞬间，小球受重力和弹簧弹力不变，合力与剪断前FA等大反向，所以加速度的大小为a＝FAm＝g2sin θ，故选A.

2.(多选)(2023·四川广安市二中模拟)如图所示，套在动摩擦因数为0.4的水平细杆上的小球，上端与细绳相连、左端与轻弹簧相连，轻弹簧的左端固定在O点．初始时刻小球静止在A点，此时弹簧伸长了1.5 cm，绳子拉力为13.0 N．已知弹簧劲度系数k＝200 N/m，小球质量m＝0.5 kg，取重力加速度g＝10 m/s2.某时刻剪断轻绳，下列说法正确的是( )

A．小球初始时刻静止在A点时受到摩擦力大小为3.0 N

B．剪断轻绳的瞬间，小球受力个数不变

C．剪断轻绳的瞬间，小球加速度为2 m/s2

D．剪断轻绳后小球向左做匀加速直线运动

答案 AC

解析 小球初始时刻静止在A点时受到静摩擦力，大小等于弹力大小，故Ff＝kx＝3 N，故A正确；剪断轻绳的瞬间，绳子拉力消失，小球受力个数变少，故B错误；剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不变，支持力突变成5 N，最大静摩擦力变为Ff′＝μFN＝2 N，则小球受力不平衡，所以加速度为a＝kx－Ff′m＝2 m/s2，故C正确；剪断轻绳后小球运动过程中弹簧弹力始终变化，所以做变加速直线运动，故D错误．