超重与失重+高一上学期物理鲁科版必修第一册

第五章

牛顿运动定律第5节超重与失重站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？让一学生站立在体重计上迅速蹲下，观察体重计的体重示数变化：一、超重和失重1.超重和失重现象迅速蹲下过程中，体重计的示数先减小后增大思考：迅速蹲下过程人经历了哪几个运动过程？加速减速静止①向下加速过程mg－FN＝ma＞0F′＝FN＜mg失重现象：物体对支持物的压力（或者对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。根据牛顿第二定律：根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即：FN＜mg②向下减速过程mg－FN＝ma＜0即：FN＞mg超重现象：物体对支持物的压力（或者对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。根据牛顿第二定律：根据牛顿第三定律，人对体重计的压力F′＝FN＞mg思考并分析：向下减速的过程视重又如何变化呢？思考：超重是重力增加吗？失重是重力减少吗？超重视重变大失重视重变小物体实际所受的重力并没有改变——读数小于重力——失重——读数大于重力——超重——读数小于重力——失重——读数大于重力——超重在弹簧秤下端挂一质量为

m的钩码，分别做如下运动时，观察弹簧秤的拉力变化？m加速上升加速下降减速上升减速下降实践探究：对电梯实验的模拟与分析情境：电梯内放一体重计，站在体重计上，观察电梯向上、向下运动过程中体重计示数的变化2.超重和失重的产生条件电梯静止时FN＝mg视重＝实重（1）上升阶段（2）下降阶段加速上升匀速上升减速上升加速下降匀速下降减速下降FN＞mgFN＞mgFN＝mgFN＜mgFN＝mgFN＜mg运动状态运动性质示数情况加速度方向静止平衡状态/上升加速上升匀速上升/减速上升下降加速下降匀速下降/减速下降正常正常正常向下变大变大变小变小向上向上向下超重超重失重失重结论：当加速度向上时，物体发生超重现象。当加速度向下时，物体发生失重现象。物体的失重状态或超重状态与物体运动的方向无关(2)从加速度的角度判断：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g时处于完全失重状态。(1)从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。(3)超重或失重与速度无关。FmgaF>mg超重状态FmgaF<mg失重状态mgF=0只受重力完全失重g判断超重、失重状态的方法思考：若人站在电梯里和电梯一起以重力加速度g下降，体重计的示数是多少？mg－FN＝maF′＝FN＝0完全失重：当加速下降过程中加速度a=g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。根据牛顿第二定律可得：根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即：FN＝mg－ma＝0二、牛顿运动定律解决超、失重问题例题：一个质量为70kg的人乘电梯下楼。若电梯以3m/s2的加速度匀减速下降[如右图]，求这时他对电梯地板的压力。（取重力加速度g=10m/s2）受力分析mgN判断加速度方向va运用牛顿运动定律列方程解决问题解：取竖直向上为正方向，设电梯地板对人的支持力大小为N。根据牛顿第二定律可得：N-mg=ma所以N=m（a+g）=70×（3+10）N=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。解决超重与失重的问题，其实是牛顿运动定律的运用。再解决此类问题时，要注意分析运动情况及受力情况，尤其要注意加速度的方向。

如果物体的加速度方向向上，则该物体处于超重状态；若加速度方向向下，则该物体处于失重状态。解决超重、失重现象问题的基本方法①确定研究对象；②对研究对象进行受力分析并规定正方向；③根据牛顿第二定律列出方程或方程组；④求解方程，并对结果做必要说明。航天器中的超重和失重

航天器加速升空和减速返回地面时，其上的一切物体都会处于超重状态。如果航天员站立或坐着，在超重情况下，会出现足部血压升高、头部供血不足等现象，轻则引起视觉障碍，重则发生晕厥。因此，航天员应平躺于座椅上，这样可减轻超重对人体的影响。航天器进入轨道后，所有物体都近似处于完全失重状态。航天员杨利伟平躺在航天器中航天员王亚平太空授课时展示圆形水球超重与失重超重现象完全失重现象失重现象加速度向上视重>重力加速度向下视重<重力加速度为g视重=01.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下.落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下.在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是(

)A.座舱在自由下落的过程中人处于超重状态B.座舱在减速运动的过程中人处于超重状态C.座舱在整个运动过程中人都处于失重状态D.座舱在整个运动过程中人都处于超重状态B2.某跳水运动员在踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是(

)A.人在A点受到的合外力最小B.人和踏板由C到B的过程中，人向上做加速度减小的加速运动C.人和踏板由C到B的过程中，先超重后失重D.人和踏板由C到A的过程中，人对踏板的压力不变B3.如图所示，两弹簧分别固定在箱子的上下底面，两弹簧间有一可看作质点的小球，静止时小球与箱子侧