1、4.6 超重和失重 在在地球表面附近地球表面附近, ,物体由于地球的吸引而受到重力物体由于地球的吸引而受到重力。 一、重力的测量一、重力的测量 一一种方法种方法是：先是：先测量物体做自由落体运动的加速测量物体做自由落体运动的加速 度度g,g,再用天平测量物体的质量再用天平测量物体的质量, ,利用牛顿第二定利用牛顿第二定 律可得律可得 G = mg 另一种方法另一种方法是是: :利用利用力的平衡条件对重力进行测量力的平衡条件对重力进行测量。 一、重力的测量一、重力的测量 将将待测物体悬挂或放置在测力计上待测物体悬挂或放置在测力计上, ,使它处于静使它处于静 止状态。这时物体所受的重力和测力计对物
2、体的拉止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉 力或支持力的大小相等力或支持力的大小相等, ,测力计的示数反映了物体所测力计的示数反映了物体所 受的重力大小。受的重力大小。 用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么 状态？状态？ 处于平衡状态处于平衡状态 根据牛顿第三定律：根据牛顿第三定律： 弹簧秤的示数弹簧秤的示数等于等于物体重力的大小物体重力的大小. . 【生活实例生活实例】 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的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，再变过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变 小。当人静止后，
3、保持某一数值不变。这是为小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为 什么呢？什么呢？ 如图所示如图所示 ，选取人为研究对象。人体受到，选取人为研究对象。人体受到 重力重力 mg mg 和和 体重计对人的支持力体重计对人的支持力 F FN N，这两个，这两个 力的共同作用使人在下蹲力的共同作用使人在下蹲 的过程中，先后经历的过程中，先后经历 加速、减速和静止加速、减速和静止三个阶段。三个阶段。 二二、超重和失重、超重和失重 设竖直向下方向为坐标轴正方向设竖直向下方向为坐标轴正方向。 人人加速向下加速向下运动的过程中，根据牛顿第二定律，运动的过程中，根据牛顿第二定律， 即体重计的示数所反映的即体重计
4、的示数所反映的视重视重（力）小于人所受的（力）小于人所受的重力重力。 二、超重和失重二、超重和失重 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所物体所受重力受重力 的现象，叫作的现象，叫作失重现象失重现象。 完全完全失重失重：当升降机以加速度当升降机以加速度 a = ga = g竖直加速下降时，物体对竖直加速下降时，物体对 支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零的现象。 二、超重和失重二、超重和失重 人人减速向下减速向下运动的过程运动的过程中中 加速度方向与运动方向相反，有加速度方向与运动方向相反，有
5、 体重计的示数（体重计的示数（视重视重）大于人受到的重力。）大于人受到的重力。 二、超重和失重二、超重和失重 物体物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所物体所受重力受重力 的现象，叫作的现象，叫作超重现象超重现象。 二、超重和失重二、超重和失重 a a方向向上方向向上 超重超重 加速上升加速上升减速下降减速下降 a a方向向下方向向下 失重失重 加速下降加速下降 减速上升减速上升 二、超重和失重二、超重和失重 “超重超重”与与“失重失重”的本质的本质 (1)(1)超重与失重现象仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉超重与失重现象仅仅是一种表象，所
6、谓超重与失重，只是拉 力力( (或支持力或支持力) )的增大或减小，是的增大或减小，是“视重视重”的改变，改变量为的改变，改变量为mama，a a为为 物体竖直方向的加速度物体竖直方向的加速度 (2)(2)物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也可以物体处于超重状态时，物体不一定是向上加速运动，也可以 是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体就处于超是向下减速运动，即只要物体的加速度方向是向上的，物体就处于超 重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下同理，物体处于失重重状态，物体的运动方向可能向上也可能向下同理，物体处于失重 状态时，物体的加速度向下，物体既可以做向下的加速
7、运动，也可以状态时，物体的加速度向下，物体既可以做向下的加速运动，也可以 做向上的减速运动做向上的减速运动 (3)(3)无论是超重还是失重，物体所受的无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化重力都没有变化 二、超重和失重二、超重和失重 例例1 1、悬挂、悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为m m的物体，的物体， 电梯静止时弹簧测力计的示数为电梯静止时弹簧测力计的示数为G Gmg.mg.下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) A A当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯匀速下降当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯匀速下降
8、 时，弹簧测力计的示数减小时，弹簧测力计的示数减小 B B只有电梯加速上升时，弹簧测力计的示数才会增大，只有电只有电梯加速上升时，弹簧测力计的示数才会增大，只有电 梯加速下降时，弹簧测力计的示数才会减小梯加速下降时，弹簧测力计的示数才会减小 C C不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向上，弹不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向上，弹 簧测力计的示数一定增大簧测力计的示数一定增大 D D不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向下，弹不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向下，弹 簧测力计的示数一定减簧测力计的示数一定减 巩固练习巩固练习 CDCD 例例2 2、一一个
9、质量个质量为为6 60 0k kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的人乘电梯下楼。快到此人要去 的楼层时，电梯的楼层时，电梯以以0.250.25m m/ /s s2 2的加速度匀减速下降，求这的加速度匀减速下降，求这 时他对电梯地板的压力。（时他对电梯地板的压力。（g g=10=10m m/ /s s2 2） v a F mg 分析：分析： 人站在电梯内的水平地板上，在匀减速下降的人站在电梯内的水平地板上，在匀减速下降的 过程中受到两个力的作用：重力过程中受到两个力的作用：重力mgmg和地板的支持力和地板的支持力F F 巩固练习巩固练习 例例2 2、一一个质量个质量为为6 60 0k kg的人乘电
10、梯下楼。快到此人要去的人乘电梯下楼。快到此人要去 的楼层时，电梯的楼层时，电梯以以0.250.25m m/ /s s2 2的加速度匀减速下降，求这的加速度匀减速下降，求这 时他对电梯地板的压力。（时他对电梯地板的压力。（g g=10=10m m/ /s s2 2） v a Fmgma F mg 解：设竖直向上为正方向解：设竖直向上为正方向 人人向下做匀减速直线运动，加速度方向向上。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：根据牛顿第二定律得： F 615N 根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于等于615N615N，方向竖直向下。方向
11、竖直向下。 巩固练习巩固练习 思考与讨论思考与讨论 人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。图中图中呈现呈现 的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况，请你分析力的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况，请你分析力 传感器上的人传感器上的人“站起站起”过程中超重和失重的过程中超重和失重的情况？情况？ 很明显，图像直观的描绘了人在下蹲的过程中力传感器的示数很明显，图像直观的描绘了人在下蹲的过程中力传感器的示数先变小先变小， 后变大后变大，再变小再变小，最后保持某一数值不变的全过程。，最后保持某一数值不变的全过程。 那
12、么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数 就不会变吗？就不会变吗？ 课堂课堂小结小结 1.1. （1 1）当物体有竖直向上的加速度时，产生）当物体有竖直向上的加速度时，产生超重超重现象。现象。 （2 2）当物体有竖直向下的加速度时，产生）当物体有竖直向下的加速度时，产生失重失重现象。现象。 （3 3）当竖直向下的加速度）当竖直向下的加速度a=ga=g时，产生时，产生完全失重完全失重现象现象。 2.2.物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度有关，而物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度有关，而 与物体的速度方向无关。与物体的速度方向无关。 物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉 力力F F拉或压力拉或压力F F压与重力的大小关系改变。压与重力的大小关系改变。
