1、第四章 运动和力的关系 4.64.6 超重和失重超重和失重 人站在体重计上向下蹲的过程中，为什人站在体重计上向下蹲的过程中，为什 么体重计的示数会变化呢？么体重计的示数会变化呢？ 教学目标教学目标 1.知道超重、失重现象，理解产生超重和失重现知道超重、失重现象，理解产生超重和失重现 象的原因。象的原因。 2能用牛顿定律解决有关超重和失重问题。能用牛顿定律解决有关超重和失重问题。 站在体重计上向下站在体重计上向下 蹲，你会发现，在下蹲蹲，你会发现，在下蹲 的过程中，体重计的示的过程中，体重计的示 数先变小，后变大，再数先变小，后变大，再 变小。当人静止后，保变小。当人静止后，保 持某一数值不变。
2、这是持某一数值不变。这是 为什么呢？为什么呢？ 新课导入新课导入 方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g g，再用，再用 天平天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G Gmgmg。 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。 重力的测量重力的测量 人在体重计上向下蹲的过程中，人在体重计上向下蹲的过程中， 为什么体重计的示数会变化呢？为什么体重计的示数会变化呢？ 对人进行受力分析对人进行受力分析 超重超重和失重和失重 加速向下加速向下减速向下减速向下静止静止 人加速向下运动过程
3、中，人加速向下运动过程中， 根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有mgmgF FN N = = mama 故：故：F FN N = = m m（g g - - a a） mgmg 人受到的支持力人受到的支持力F FN N大于人受到的重力大于人受到的重力mgmg， 由牛顿第三定律得：压力由牛顿第三定律得：压力F FN N大于重力大于重力mgmg。 FN v mg a 超重超重 2 2. . 失重失重：物体对支持物的压力物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力（视重）或对悬挂物的拉力（视重）小小 于于物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。 1 1. . 视视重：重：人站在体重计上时，体重计的示数称
4、为视重。人站在体重计上时，体重计的示数称为视重。 3. 3. 超重：超重：物体对支持物的压物体对支持物的压 力或对悬挂物的拉力（视重）力或对悬挂物的拉力（视重） 大于大于物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。 人人站在力传感器上完成下蹲动作站在力传感器上完成下蹲动作。很明显，图线直观地描绘了人。很明显，图线直观地描绘了人 在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某 一数值不变的全过程。试分析人一数值不变的全过程。试分析人“站起站起”过程中超重和失重的情况。过程中超重和失重的情况。 人人“站起站起”过程中，传感器示数
5、先变大，后变小，再变大，最后过程中，传感器示数先变大，后变小，再变大，最后 保持某一数值不变，先超重后失重最后保持实重。保持某一数值不变，先超重后失重最后保持实重。 在电梯地板上获一台体重计，站在体重计上，观在电梯地板上获一台体重计，站在体重计上，观 察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。 加速向上加速向上 减速向下减速向下加速向下加速向下 减速向上减速向上 超重超重 失重失重 例题例题. .设设人的质量为人的质量为60kg60kg，站在电梯内的水平地板上，当电，站在电梯内的水平地板上，当电 梯以梯以0.25m/s0.25m/s2 2的加速
6、度匀加速上升时，求人对电梯的压力的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。 g g取取9.8m/s9.8m/s2 2。 解：对人进行受力分析，解：对人进行受力分析， 根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有F FN Nmgmg= =mama 故：故：F FN N = = m m( (g g + +a a) ) = =6060(9.8+0.25)N=603N(9.8+0.25)N=603N 由牛顿第三定律得由牛顿第三定律得：F FN N=-=-F FN N =-603N =-603N 人对电梯的压力大小为人对电梯的压力大小为603N603N，方向竖直向下。，方向竖直向下。 va F N mg 思考
7、：思考：当升降机以加速度当升降机以加速度 a a = = g g竖直加速下降竖直加速下降 时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是 多少？多少？ 4. 4. 完全失重：完全失重：当加速度当加速度 a a = = g g时，物体对支时，物体对支 持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的 现象。现象。 由FN = m(g a)得：FN =0 实际中有许多领域涉及超重和失重现象。实际中有许多领域涉及超重和失重现象。 例如，火箭发射时向上例如，火箭发射时向上 的加速度很大，火箭底部所的加速度很大，火箭底部所 承受的压力要比
8、静止时大得承受的压力要比静止时大得 多。多。 航天器航天器内的物体将处内的物体将处 于完全失重状态。完全失于完全失重状态。完全失 重时，物体将飘浮在空中，重时，物体将飘浮在空中， 液滴呈液滴呈球形。球形。 ( (1)1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不 变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变 化，看起来物重好像有所增大或减小。化，看起来物重好像有所增大或减小。 (2)(2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决 于物体加
9、速度的方向。加速度向上则于物体加速度的方向。加速度向上则“超重超重”，加速度向，加速度向 下则下则“失重失重”。 (3)(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象 都完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸都完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸 在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不 能再使用，如天平、液体气压计等。能再使用，如天平、液体气压计等。 对超重和失重现象的理解对超重和失重现象的理解 视重、失重和超重的关系视重、失重和超重的关系 判断超重、失重的方
10、法判断超重、失重的方法 一一看看“力力”： 物体物体受竖直向上的拉力受竖直向上的拉力( (或支持力或支持力) )大于重力时，处大于重力时，处 于超重状态；小于重力时，处于失重状态于超重状态；小于重力时，处于失重状态 二看二看“加速度加速度”： 物体物体具有向上的加速度时，处于超重状态；具有向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，处于完全失重状态速度时，处于完全失重状态 例例1 1. .如如图所示，苹果自空中竖直落入深水中，到达某一图所示，苹果自空中竖直落入深水中，到达某一 深度后又返回
11、到水面，下列说法正确的是深度后又返回到水面，下列说法正确的是( () ) C A A苹果在空中下落时处于苹果在空中下落时处于“超重超重” 状态状态 B B苹果落入水中后苹果落入水中后“重力重力”变小了变小了 C C苹果在水中向下运动时处于苹果在水中向下运动时处于“超超 重重”状态状态 D D苹果在水中向上运动时处于苹果在水中向上运动时处于“失重失重”状态状态 随随 堂堂 练练 习习 例例2 2如图所示，一个质量如图所示，一个质量M M50 kg50 kg的人站在升降机的地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，测力计下板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下 挂着一个质量挂着一个质量m m5 kg5 kg的物体的物体A A。当升降机向上运动时，。当升降机向上运动时， 她看到弹簧测力计的示数为她看到弹簧测力计的示数为40 N40 N，g g10 m/s10 m/s2 2，求：，求： (1)(1)升降机的加速度；升降机的加速度； (2)(2)此时人对地板的压力。此时人对地板的压力。 答案：答案：(1)2 m/s(1)2 m/s2 2，方向向下，方向向下 (2)400 N(2)400 N竖直向下竖直向下 课堂小结课堂小结
