失重与超重
第6章 第4节 超重与失重

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解析:手托物体由静止开始向上运动,一定先做加速运动,物体 处于超重状态;而后可能匀速上升,也可能减速上升,选项A、B 错误。在物体离开手的瞬间,二者分离,不计空气阻力,物体只 受重力,物体的加速度一定等于重力加速度;要使手和物体分 离,手向下的加速度一定大于物体向下的加速度,即手的加速度 大于重力加速度,选项C错误,D正确。
力是不变的,对重物由牛顿第二定律得
F-m′g=m′a
所以,在加速上升的升降机内,人能举起的重物的最大质量为
40 kg。
答案:40 kg
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4.如图6-4-5所示,电梯与水平面夹角为30°,当电 梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的
6,人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 5 解析:对人受力分析,人受到重力
3.某人在地面上最多能举起60 kg的重物,当此人站在以5 m/s2
的加速度加速上升的升降机中,最多能举起多重的物体。(g
取10 m/s2) 解析:当人在地面上举起重物时,对重物分析,由牛顿第二定
律得F-mg=0
在升降机内举起重物时,由于升降机具有竖直向上的加速度,
故重物也具有相同的竖直向上的加速度,而人对外提供的最大
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一、超重现象 1.超重现象
物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于 物体所受重力的现象。
2.超重现象的产生条件
物体具有 竖直向上 的加速度,与物体的速度的大小和方向 无关 。
3.运动类型 超重物体做向上的 加速运动 或向下的 减速运动 。
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超重与失重

超重与失重问题
一.超重
1.定义
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象
2.产生条件
物体具有向上的加速度
二.失重
1.定义
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象
2.产生条件
物体具有向下的加速度
三、完全失重
1.定义
物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象
3.产生条件
物体加速度a=g,方向竖直向下
四、对超重与失重现象的理解
1.发生超重或失重现象时,物体所受的重力没有变化,只是压力(或拉力)变
大或变小了;
2.物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关,而与速度方向无关;
3.物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定,其大小等于ma;
4.在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。
超重与失重

课堂互动讲练
在完全失重状态下,由于重力产生的一切现象都不存 在了.例如,物体对水平支持面没有压力,对竖直悬线没 有拉力,不能用天平测物体的质量,液柱不产生压强,在 液体中的物体不受浮力等等. 特别提醒 1.由物体处于失重或超重状态,可判断加速度的方 向为向下或向上,但并不能确定物体运动的速度方向. 2.当物体出现超重或失重时,物体的加速度不一定 沿竖直方向,但加速度一定有竖直方向的分量. 3.如果系统内有的物体向上加速,有的物体向下加 速,此时可考虑整体质心加速度的方向,来判断系统是处 于失重还是超重.
3 C. gsinα 2 D.2gsinα
图3-3-7
高频考点例析
解析:选 C.设猫的质量为 m,则木 板的质量为 2m.先取猫为研究对象, 因猫 对地静止,所以木板对猫必有沿着斜面 向上的作用力,大小为 F=mgsinα;再 以木板为研究对象,由牛顿第三定律, 猫对木板必有沿斜面向下的作用力 F, 据 牛 顿 第 二 定 律 对 木 板 列 方 程 有 F+ 3 2mgsinα=2ma,a= gsinα. 2
图3-3-9
高频考点例析
解析:设物块处于相对斜面下滑的临界 状态(物块恰好不下滑)时推力为F1.此时物块 受力如图甲所示.取加速度a1方向为x轴正 向,对m有: x方向:FN1sinθ-μFN1cosθ=ma1① y方向:FN1cosθ+μFN1sinθ-mg=0② 解①②两式得:a1=4.78 m/s2 对整体有:F1=(M+m)a1, ∴F1=14.34 N.
图3-3-6
3μmg A. 5 3μmg C. 2
3μmg B. 4 D.3μmg
高频考点例析
【思路点拨】 解答本题的关键是正确地判断 出当轻绳拉力最大时,物体A、B间和物体C、D间 的静摩擦力哪一个达到了最大静摩擦力. 【解析】 经过受力分析,A、B之间的静摩 擦力为B、C、D组成的系统提供加速度,加速度 达到最大值的临界条件为A、B间达到最大静摩擦 力,即am==,而绳子拉力FT给C、D组成的系统 提供加速度,因而拉力的最大值为FTm=3mam =,故选B.
超重和失重知识点

超重和失重知识点在我们的日常生活中,经常会体验到一些奇怪的感觉,比如乘坐电梯时的上升和下降,或者在游乐场玩过山车时的加速和减速。
这些感觉其实都与物理学中的超重和失重现象有关。
今天,咱们就来好好聊聊超重和失重的那些事儿。
首先,咱们得搞清楚什么是超重和失重。
简单来说,超重就是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象;而失重呢,则是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。
为了更直观地理解这两个概念,咱们来想象一个场景。
假设你站在一个体重秤上,当电梯加速上升时,你会感觉自己好像变重了,体重秤的示数也会变大。
这就是超重现象。
因为此时,你受到的向上的加速度,使得支持力大于重力,从而产生了超重。
相反,当电梯加速下降时,你会感觉自己好像变轻了,体重秤的示数变小,这就是失重现象。
此时,向下的加速度导致支持力小于重力。
那超重和失重到底是怎么产生的呢?这就得从牛顿第二定律说起啦。
牛顿第二定律告诉我们,物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
当物体受到向上的加速度时,合力向上,支持力就会大于重力,出现超重;当物体受到向下的加速度时,合力向下,支持力小于重力,就出现了失重。
在完全失重的情况下,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零。
比如说,当宇航员在太空中绕地球做圆周运动时,他们就处于完全失重的状态。
这是因为他们所受的万有引力全部用来提供向心力,使得他们对飞船内部的物体没有压力和拉力。
超重和失重现象在生活中有着广泛的应用。
比如,在火箭发射时,宇航员会经历强烈的超重;而在跳伞过程中,跳伞员会经历一段失重的阶段。
在工业生产中,利用超重和失重的原理可以进行材料的分离和加工。
接下来,咱们再深入探讨一下超重和失重情况下物体的受力分析。
以一个在竖直方向上运动的物体为例,如果物体向上加速运动,那么它受到的合力方向向上。
此时,重力向下,支持力向上,合力等于支持力减去重力,由于合力向上,所以支持力大于重力,物体处于超重状态。
物理知识归纳之超重和失重现象

物理知识归纳之超重和失重现象物理知识归纳之超重和失重现象在现实学习生活中,大家都背过各种知识点吧?知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
还在为没有系统的知识点而发愁吗?下面是店铺整理的物理知识归纳之超重和失重现象,仅供参考,希望能够帮助到大家。
1.超重现象定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象定义:物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。
是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的`加速度等于重力加速度即可。
【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】答:不是。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。
假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg 时叫超重小于mg叫失重(等于零时叫完全失重)。
注意:物体处于超重或失重状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。
发生超重或失重现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。
在完全失重(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,超重或失重状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。
上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。
下载全文。
物理 超重和失重

偏小 失重 FN < G 偏小 失重 FN < G 正常 FN = G
偏大 超重 FN > G
直线运动
讨论思考
假如你站在体重计上乘电梯, 假如你站在体重计上乘电梯, 发现体重计的读数是55kg 55kg, 发现体重计的读数是55kg,根据自己的情 判断一下电梯的运行状态。 况,判断一下电梯的运行状态。
直线运动
直线运动
观察思考
直线运动
归纳总结
超重: 超重:物体对悬挂物的拉力或者对 支持物的压力大于 大于物体的重力 支持物的压力大于物体的重力 失重: 失重:物体对悬挂物的拉力或者对 支持物的压力小于 小于物体的重力 支持物的压力小于物体的重力
直线运动
定量分析 假设该同学的质量 m=50kg,并设电梯上升 =50kg, =50kg 的初始阶段是匀加速运 动,加速度大小 a=0.5m/s2,能否用前面 =0.5m/s 学习的知识求得体重计 的读数? 取 的读数? (g取10m/s2)
a
直线运动
解:以人为分析对象
由牛顿第二定律: 由牛顿第二定律: = ma F
FN
FN − mg = ma
FN = mg + ma = (50×10 + 50×0.5)N = 525N
由牛顿第三定律: 由牛顿第三定律:
/ FN = FN = 525N
a
mg
直线运动
定量分析 假设该同学的质量 m=50kg,并设电梯上升 =50kg, =50kg 的末阶段是匀减速运动, 的末阶段是匀减速运动, 加速度大小a=0.5m/s 加速度大小 =0.5m/s2, 能否用前面学习的知识 求得体重计的读数? 求得体重计的读数? (g线运动
科学技术
超重与失重

趣味小实验2
在塑料瓶下端靠近底边处钻一个小孔,用手堵住瓶口, 然后往瓶里加满水。 把堵小孔的手移去,可看到小孔 处有水喷射出。 分析: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。 让瓶子从某一高处自由下落,会发现什么结果?这是 为什么? 分析: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。
物体(或物体系的一部分)具 有竖直向上的加速度(或加速 度分量)
情景3:质量为m的物体放在电梯地板上, 当电梯以加速度a加速下降时 (1)分析物块的受力情况:(画出受力分 析图) (2)根据牛顿运动定律求出物块对地板的 压力: (3)此时物块超重还是失重?在该情景中, 物块的重力是否改变了?
析:因匀加速下降,故a、v同向。a方向向下。
F-m3g=m3a m3=48kg
G
针对训练
谢谢大家!
析:因匀加速上升,故a、v同向。a方向向上。
解:对人受力分析如图, 由牛顿第二定律知, N-mg=ma 故N=m(g+a)>mg 由牛顿第三定律知,地板对人的支持 力N与人对地板的压力N`是一对作用 力与反作用,故N`=N=m(g+a)。
G
N
1、超重 定义:物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 大于物体所受到 的重力的现象。 超重条件(本质):
解:对物体受力分析如图,
N
由牛顿第二定律知,
mg-N=ma 故N=m(g-a)<mg 由牛三知,地板对物体的支持力N 与物体对地板的压力N`是一对作 用力与反作用,故N`=N=m(g-a)
G
2、失重 定义:物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 小于物体所受到 的重力的现象。 失重条件(本质):
超重与失重

新知讲解
四、发射航天器的超重现象 1、火箭发射
火箭发射时向上的加 速度很大,火箭底部所承受 的压力要比静止时大得多。
F N > mg
FN
av mg
新知讲解
2、载人航天
如果是载人航天,在火箭发射阶段, 航天员要承受数倍于自身体重的压力。只 有很好地研究材料、机械结构、人体自身 所能承受的压力问题,才能使火箭成功发 射、航天员顺利飞向太空。
板书设计
三、完全失重 向下的加速度a=g时,物体对支持物(或悬挂物)完全
没有作用力。 四、航天器的超重现象 1、火箭发射 2、载人航天发射
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
超重和失重
新知导入
做一做:用手迅速向上提起重物观察秤的示数, 当物体静止后观察秤的示数,你发现示数相同吗?这 是为什么呢?
mg
所以属α于向超上重现视象重。>重力 超重现象
新知讲解
(3)人静止时,受力分析如图: FN 根据二力平衡的原理: F N = mg mg
人站在体重计上向下蹲,体重计的示数先变小,后变大, 再变小,最后保持不变。
新知讲解
思考与讨论:图线显示的是某人站在力传感器上,先“下蹲”后 “站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。请你分析力传 感器上的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。
新知讲解
这个结果说明 (1)当人与电梯共同向上加速或向下减速运动时,FN>G,人对 电梯的压力将大于人所受的重力,出现超重现象。 (2)当人与电梯共同加速下降或减速上升时,FN<G,人对电梯 的压力将小于人的重力,出现失重现象。
新知讲解
处理这类问题的一般思路: 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。
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(6).承上启下,引出完全失重概念
完全失重现象
① 概念:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉
力)等于零的状态叫完全失重。
即:视重=0
②产生条件:有向下的加速度且a=g
③、请同学们解释在空中能轻易把
两本书分开的原因。
在完全失重状态下,物体间没
有压力,也就没有了摩擦力,故很 容易就把两本书拉开。
(7)、拓展小实验
2. 教学目标
结合教材的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,
按教学大纲要求,我提出了以下教学目标: ① 知识目标:知道什么是超重与失重;会运用牛顿运动定律 研究超重与失重的实质。 ② 能力目标:培养学生运用牛顿运动定律分析和解决问题的 能力。 ③ 德育目标:渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热
(5).理论分析 用牛顿运动定律分析超重、失重的实质 ①-物体向上加速运动
T 运动分析:以向上为正方向,
根据牛顿第二定律列出物体的 运动方程 v a
T G ma T G ma m( g a) G
即在加速向上运动的情况下, 绳对物体向上的拉力大于物体 的重力。即为超重
G
(4).理论分析—物体向上减速运动
情。
3.教学重点、难点
①重点: 理解超重和失重现象的实质
②难点:应用牛顿第二定律解决有关超重和失 重问题
二、教学过程
(一). 引入新课
课前小实验
请同学们把两本书的书页交叉叠放在一起后 , 再拉开,结果发现很难把书分开。
2 、同学们把书抛向空中,在下落过程中迅速把 书拉开,结果很轻易的就做到了,是什么原因呢?
请同学们举例生活中的超、失重现象
请同学们举身边的事例(过山车、汽车变速上下坡、 蹦极等),已有的生活经验结合紧密, “学以致 用”,增强兴趣。充分发挥学生主体作用。
超重、失重的实质是什么呢
(4)学生实验—理性分析 探索超、失重的实质
器材:弹簧秤、钩码 装置:把钩码挂在弹簧秤下,如图所示
按照以下步骤观察、记录弹簧秤的示数如何变化?
进一步对完全失重的理解
小实验:侧面打孔的一次性杯,装水后抛向空中, 试分析其在空中运动过程中水是否会从小孔流出? 请说明理由。 在桌面上
在空中
2、展示各种完全失重现象
拓展学生的视野
各种完全失重现象
(8).巩固练习
强化学生对本节知识点的理解
(1)电梯在下列几种运动中处于超重状态的 有( ); 处于失重状态的有( ) A 加速上升 B 减速上升 C 加速下降 D 减速下降 2)宇宙飞船在太空绕地球做圆周运动时,能正常进行操作 的实验有: ( ) A 用体温计测体温 B 用天平测质量 C 用体重计测体重 D 用密度计测液体密度
概念 超重 失重 (1) 物体有向上加速度,超重
超 重 与 失 重
产生条件 (2) 物体有向下加速度,失重 (3) 物体有向下加速度,且a=g,完全失重 (1)重力不变 实质 (2)只是拉力(压力)大于或小于重力
⑴静止;⑵加速上升;⑶加速下降。
F示数的变化 加速上升时: 示数增加
加速下降时: 示数减小 a v v a
步骤(4)减速上升;(5)减速下降。
F示数的变化 减速上升时: 示数减小
示数增加 减速下降时:
a
v
v a
实验小结
超重
力学特征
失重 T<G
T>G
运动学特征 a“↑”(加速上升或 a“↓”(加速下降或 减速下降) 减速上升)
运动的性质:
加速上升 a向上→ 超重 减速下降 加速下降 a向下→ 失重
减速上升
(5).应用实例分析
已知:钩码G=5N,此时弹簧秤与钩码一起下
降过程中,弹簧秤读数显示为F=4N.求:此时
的运动情况?是超重还是失重?此时的加速度 如何?(g=10m/s2 )
解析过程 分析:拉力F<重力G,失重
解:取向下的方向为正方向,则加速度的大小 如果弹簧秤与 为: 钩码自由下落, 2 a=(G-F)/m=(5-4)/0.5=2m/s 弹簧秤的读数 为多少? 加速度的方向为竖直向下,处于是失重状态。 运动情况可能是加速向下或减速向上。
(二).新课教学
(1)感性认识—超重和失重现象
① 多媒体展示电梯里称重的怪现象
引导学生注意观察、记录电梯升降过程中弹
簧秤的读数与静止时读数的对比。
电梯上升过程
读数
初期:
中途:
偏大 不变 偏小
末期:
电梯下降过程
初期: 中途: 末期:
读数Hale Waihona Puke 偏小 一样 偏大(2)提出问题
1.电梯在运动过程中,弹簧秤的读数是怎样产生的,表述的是 一个什么物理量? 弹簧秤的示数是由于物体对弹簧秤的压力而产生的,这个压力 (或物体受到的拉力)称为示重(视重)。 2.弹簧秤示数的改变说明 ( C ) A.物体的质量发生了改变; B.物体的重力即地球引力发生了改变; C.弹簧受到的压力改变了; D.以上说法均不对 。
(3)引出概念-感性认识
超重:物体对支持物的压力或对悬绳的拉力(示
重)大于物体所受重力现象
即:视重>实重
失重:物体对支持物压力或对悬绳的拉力小于物
体所受重力现象。
即:视重<实重
电梯上升
初期: 中途: 末期:
读数
现象 超重 实重 失重
比静止时偏大 与静止时一样 比静止时偏小
电梯下降
初期: 中途: 末期: 读数 比静止时偏小 与静止时一样 比静止时偏大 现象 失重 实重 超重
运动分析:以向下为正方向.
根据牛顿第二定律列出物体的 运动方程
T
v a
G T ma T G ma m( g a) G
即在减速向上运动的情况下, 绳对物体向上的拉力小于物体 的重力。即为失重
G
学生分析归纳:物体超、失重的实质及运动情况
超重、失重的实质:
(1)重力不变 (2)只是拉力(压力)大于或小于重力
潘扬立
一、教材分析
1. 教材的地位和作用
本节内容是在学生已掌握了牛顿运动定律及牛顿运动 定律的应用基础上,进一步研究牛顿运动定律在实际生 活中应用的一节课。通过本节课的学习促进和深化学生 对牛顿运动定律的理解,提高学生应用知识分析问题、
解决问题的能力,能更好地解释生活、生产以及航天事
业中的超重和失重现象。
(9).课堂小结: 超重
力学特征 运动学特征
失重 T<G
T>G
a“↑”(包括加速上 a“↓”(包括加速下 升和减速下降) 降和减速上升)
完全失重,T=0,a=g,竖直向下。
(10).布置作业
人站在体重器上,突然向下蹲和站起来的过程, 观察指针的变化,试通过指针的变化分析人的运 动情况。
五、板书设计