物理必修1超重失重

练习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.思考用弹簧秤测物体的重力时，突然向上加速、减速运动，弹簧秤的示数如何变化？分析物体的受力情况FGav物体向上加速时：根据牛顿第二定律：F－G＝maF

＝ma＋G＞G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F′（弹簧秤的示数）大于物体的重力。超重和失重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)

大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。超重例题一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（g=10m/s2）vaF－mg＝maFmg解人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。根据牛顿第二定律得：F

＝910N根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N，方向竖直向下。条件实验和例题可以看出产生超重现象的条件物体存在向上的加速度两种情况：加速上升减速下降信息超重对宇航员的影响宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态，特别是在升空时，超重可达重力的9倍，超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力。宇航员的平躺姿势FGav思考物体向上减速时：根据牛顿第二定律：G－F＝maF

＝G－ma＜G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F′（弹簧秤的示数）小于物体的重力用弹簧秤拉物体，向上减速运动时，弹簧秤的示数如何变化？物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)

小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。失重在升降机中测人的体重，已知人的质量为40kg①若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降，台秤的示数是多少？②若升降机自由下落，台秤的示数又是多少？解：

当升降机匀加速下降时，根据牛顿第二定律可知：

mg－F＝maF＝mg

－

ma

根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。①当a1=2.5m/s2,F1=300N②当自由下落时，a2=g,F2=0NvaFmg物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的情况称为完全失重现象。完全失重实验和例题可以看出产生失重现象的条件物体存在向下的加速度两种情况：加速下降减速上升条件实验和例题可以看出产生完全失重现象的条件物体的的加速度等于g两种情况：自由落体竖直上抛条件

超重和失重

（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：当物体在竖直方向有加速度时（即ay≠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）对超重现象的理解

①特点：具有竖直向上的加速度

②运动形式:物体向上加速运动或向下减速运动。说明：当物体处于超重状态时，只是拉力（或对支持物的压力）增大了，是视重的改变，物体的重力始终未变。

（4）对失重现象的理解

①特点：具有竖直向下的加速度；

②运动形式：物体向下加速运动或向上减速运动；

③完全失重：在失重现象中，物体对支持物的压力（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。说明：当物体处于失重状态时，只是拉力（或对支持物的压力）减小了，是视重的改变，物体的重力始终未变。本质超重和失重的本质重力不变物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化质量是50kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列两种运动时，体重计的读数是多少？（取g=10m／s2）(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4m／s2的加速度匀减速下降。【答案】（１）５００Ｎ（２）７００Ｎ这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出。当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。思考瓶中的水会流出吗?1．升降机在板上放一个弹簧盘秤，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．减速下降解析：物体加速度a方向向下(加速下降或减速上升)时处于失重状态，视重大小等于(mg－ma)。答案：BC

[例2]质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？处于什么状态？(取g＝10m/s2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以3m/s2的加速度加速上升；(3)升降机以4m/s2的加速度加速下降。

[解析]

人站在升降机中的体重计上，受力情况如图所示。

(1)当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得：

F合＝FN－G＝0，所以人受到的支持力FN＝G＝mg＝600N。根据牛顿第三定律得，人对体重计的压力就等于体重计的示数，即600N。人处于平衡状态。

(2)当升降机以3m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得：FN－G＝ma，

FN＝ma＋G＝m(g＋a)＝780N。由牛顿第三定律得，此时体重计的示数为780N，大于人的重力，人处于超重状态。

(3)当升降机以4m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得：G－FN＝ma，

FN＝G－ma＝m(g－a)＝360N，由牛顿第三定律得，此时体重计的示数为360N，小于人的重力，人处于失重状态。

[答案]

(1)600N平衡状态(2)780N超重状态(3)360N失重状态

(1)利用牛顿第二定律列方程时，一般以a方向为正方向，则加速度方向的力减去与加速度方向相反的力即为合力。

(2)判断超重、失重现象，其关键是看加速度的方向，而不是运动方向。

［借题发挥］3．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。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4－7－3所示，电梯运行的v-t图可能是图4－7－4中的(取电梯向上运动的方向为正)

(

)图4－7－3图4－7－9答案：AD练习4.下列四个实验中，不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()A.用弹簧秤测物体的重力B.用天平测物体的质量C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强ABD5.在体重计上做下蹲的过程中，体重计的示数怎样变化？过程分析：