超重、失重的理解和应用
“失重”和“超重”在物体系中解题应用
“失重”和“超重”在物体系中的解题应用超失重现象的应用在平衡状态时,物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大小等于物体的重力。
当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力了。
当物体的加速度向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫做超重;当物体的加速度向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫做失重。
当物体向下的加速度为g时,物体对支持物的压力为零,这种现象叫做完全失重。
物体处于失重和超重状态时,物体的重力始终存在,大小也没有变化。
发生失重和超重现象与物体的速度无关,只决定于加速度。
在完全失重状态下,平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、液柱不再产生向下的压强、浸在液体中的物体不受浮力等。
利用失重和超重规律解析问题,不仅仅局限于单个物体并且是加速度沿竖直方向的情况,而且对物体系、对各个方向的加速运动,均可利用失重和超重的知识来分析判断。
例1、如图1所示a为电磁铁,c为胶木秤盘,a和c(包括支架)的总质量为m,b为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于0点。
当电磁铁通电,铁片被吸引以加速度a上升的过程中,求:轻绳上拉力f 的大小?解析:取a、b、c组成的整体为研究对象。
当铁片由静止被吸引上升时,必为加速上升,因此整个系统在竖直方向上有向上的加速度,处于超重状态,且“超”重ma。
所以f=(m+m)g+ma例2、如图2所示,斜面体m始终处于静止状态,其倾角为α,当物体m沿斜面匀速下滑、以加速度a加速下滑及减速下滑时,地面对m 的支持力分别为多大?解析:取m和m组成的整体为研究对象。
当m匀速下滑时,系统在竖直方向没有加速度,所以,既不失重也不超重,支持力n1=(m+m)g; 当m加速下滑时,整个系统在竖直方向上有向下的加速度a下=asin α,处于失重状态,且“失”重masinα,所以支持力n2=(m+m)g-masinα;当m减速下滑时,整个系统在竖直方向上有向上的加速度a上=asinα,处于超重状态,且“超”重masinα,所以支持力n3=(m+m)g+masinα。
超重和失重
超重和失重1超重：物体存在向上的加速度时，它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力的现象,叫超重现象。
2失重：物体存在向下的加速度时，它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力的现象,叫失重现象。
3完全失重现象：物体存在向下的加速度时，且a=g ，它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象,叫完全失重现象。
处于完全失重状态下，平常由重力产生的一切现象消失。
（自由落体时，正常运转的人造卫星上） 4视重：物体放在台称上(或吊挂在弹簧称下)台称(或弹簧称)的示数，称为视重。
注意：超重失重并不是重力的增减，完全失重不是重力消失，受的重力仍然存在而且是不变的。
（1）物体处于超重或失重状态时，只是物体的视重发生改变，物体的重力始终存在，大小也没有变化，因为万有引力并没有改变．（2）发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无关，只决定于加速度的方向及大小．（3）在完全失重的状态下，平常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、液体柱不再产生向下的压强等。
【例】下列说法正确的是（ ）A 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B 蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C 举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【例】人站在升降机中，当升降机在上升过程中速度逐渐减小时，以下说法正确的是（ ）A 人对底板的压力小于人所受重力B 人对底板的压力大于人所受重力C 人所受重力将减小D 人所受重力保持不变【例】原来做匀速直线运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的、具有一定质量的物体A 静止在地板上，如下图所示.现发现A 突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是（ ）A 加速上升B 减速上升C 加速下降D 减速下降【例】如图所示，浸没在水中的小球固定在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部，设小球的密度球ρ，水的密度为水ρ．当容器由静止自由下落后，弹簧长度的变化情况是（ ）（1）若球ρ＝水ρ，则弹簧长度不变 （2）若球ρ>水ρ，则弹簧的长度变长（3）若球ρ<水ρ，则弹簧的长度变短 （4）不论球ρ、水ρ大小怎样，弹簧长度都会改变A (1)(2)(3)B (2)(4)C (3)(4)D (2)(3)(4)【例】如图所示，台秤的托盘上放一水杯，水中一木球(ρ木<ρ水)用细线拴在杯底而处于静止状态,当细线突然断裂时,台秤的示数将( )A 增大B 不变C 减小D 无法确定A【例】质量为60kg的人站在升降机的体重计上，当升降机做以下各运动时，体重计的示数是多少？并说明人处于什么状态。
超重和失重
牛顿运动定律的运用---超重和失重根据二力平衡的原理，可以在平衡状态下利用弹簧秤称物体的重量。
这时弹力和重力大小相等，因此弹簧秤上的示数（视重）等于被称物体的重量。
当系统处于加速状态时，二力平衡被打破，弹力和重力大小不再相等。
这时弹簧秤的示数（视重）不再等物体的重量。
这种现象被称为超重或失重。
1．当物体存在向上的加速度时，对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力，这种现象叫做超重。
（加速上升或减速下降或竖直面内圆周运动到最低点时刻等）超重状态下，视重大于物体的实际重量。
2．当物体存在向下的加速度时，对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力，这种现象叫做失重。
（加速下降或减速上升或竖直面内圆周运动到最高点时刻等）失重状态下，视重小于物体的实际重量。
3．当物体向下的加速度大小等于g 时，对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零，这种现象叫做完全失重。
（自由下落或竖直上抛或沿圆轨道正常运行的人造卫星内的物体等）完全失重状态下，视重为零。
4．无论是超重还是失重，物体的重量实际上都没有改变，只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力大小发生了变化，即“视重”发生了变化。
例1：电梯内弹簧秤上挂有一个质量为5kg 的物体，电梯在运动时，弹簧秤的示数为39.2N ，若弹簧秤示数突然变为58.8N ，则可以肯定的是（ ）A ．电梯速率突然增加B ．电梯速率突然减小C ．电梯突然改变运动方向D ．电梯加速度突然增加E ．电梯加速度突然减少F ．电梯突然改变加速度方向分析与解：物体质量是5kg ，则物体受到的重力为49.0N ，弹簧秤的示数为39.2N ，说明物体失重了，加速度方向向下，而弹簧秤示数突然变为58.8N ，说明物体超重了，加速度方向突然变为向上，所以，选F ． 例2：某人在地面上最多能举起质量为60kg 的物体，而在一加速运动的电梯里最多能举起80kg 的物体，此时，电梯的加速度为多少？若电梯以此匀加速上升，则此人在电梯里最多能举起多少质量的物体？（g 取10m/s 2）分析与解：某人在地面上最多能举起质量为60kg 的物体，也就是此人的最大举力F =600N 研究加速运动的电梯里质量为m 1=80kg 的物体，能举起80kg 的物体，说明此物体处于失重状态，加速度方向向下，所以运动方向向下，受力情况与运动情况分析如图3-6-1（甲）所示，则2111(800600)/80 2.5m/s F m g N m a a =-=⇒=-=∑再研究匀加速上升的电梯里质量为m 2的物体，受力情况与运动情况分析如图3-6-1（乙）所示，则2222600/(10 2.5)48kg F N m g m a m =-=⇒=+=∑例3．嫦娥一号月球卫星由长征三号甲火箭发射。
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.
牛顿第二定律应用之二超重失重
四 牛顿第二定律应用之三——解释超重失重现象1．超重、失重现象．超重、失重现象(1)(1)超重：物体对支持物的压力超重：物体对支持物的压力超重：物体对支持物的压力((或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力))大于物体所受重力的情况称为超重现象．大于物体所受重力的情况称为超重现象．(2)(2)失重：物体对支持物的压力失重：物体对支持物的压力失重：物体对支持物的压力((或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力))小于物体所受重力的情况称为失重现象．小于物体所受重力的情况称为失重现象．2．关于超重和失重的理解．关于超重和失重的理解(1)(1)当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化．当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化．当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化．(2)(2)物体处于超重还是失重状态，物体处于超重还是失重状态，物体处于超重还是失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，不在于物体向上运动还是向下运动，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向而是取决于加速度方向是向上还是向下．上还是向下．★①超重时物体的加速度方向竖直向上，但是物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动；②失重时物体的加速度方向竖直向下，但是物体既可以是向下做加速运动，也可以是向上做减速运动；③尽管物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即0¹y a ，则当y a 方向竖直向上时，方向竖直向上时，物体处于超重状态，物体处于超重状态，物体处于超重状态，当当y a 方向竖直向下时，方向竖直向下时，物体处于失重状态．物体处于失重状态．(3)(3)当物体处于完全失重状态时，当物体处于完全失重状态时，当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有重力只产生使物体具有a ＝g 的加速度效果，不再产生其它效果．(4)(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为)a g V F +（＝排浮r 和)a g V F -（＝排浮r ，处于完全失重状态下的液体F 浮＝0即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力．即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力．【例题1】如图3—33所示，在减速运动的升降机里，天花板上的细线悬挂小球A ，下面依次连接一轻弹簧秤和小球B ．已知m A =m B ＝5kg 5kg，弹簧秤读数为，弹簧秤读数为40 N 40 N．则升降机处于超重还是失重状态．则升降机处于超重还是失重状态．则升降机处于超重还是失重状态??是在上升还是在下降在上升还是在下降??若某时刻剪断细线，线断的瞬间，若某时刻剪断细线，线断的瞬间，A A 与B 球的加速度大小、方向如何球的加速度大小、方向如何?(g=10m ?(g=10m ?(g=10m／／s 2)【例题【例题2】如图3—35所示，斜面C 的质量为M=20 kg M=20 kg，倾角，倾角θ=37=37°，物体°，物体A 的质量m 1=lOkg =lOkg，，B 的质量m 2=2kg =2kg．当．当A 以加速度a=2.5 m a=2.5 m／／s 2沿斜面向下做加速运动时，斜面保持静止．求斜面对地的压力是多大速运动时，斜面保持静止．求斜面对地的压力是多大?(g ?(g 取10m 10m／／s 2)【例题【例题3】如图所示，一根细线一端固，定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中在木球上浮的过程中((不计水的阻力阻力))，则台秤上的示数，则台秤上的示数( ) ( )A A．增大．增大．增大 B. B. B.减小减小减小C. C.不变不变不变 D D D．无法确定．无法确定．无法确定 答案答案B解析： 系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，因为相应体积水的质量大于球的质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小．大于球的质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小．【例题【例题4】如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以加速度a(a<g)a(a<g)下降时下降时下降时( ) ( )A A．弹簧的伸长量将比静止时减小．弹簧的伸长量将比静止时减小．弹簧的伸长量将比静止时减小B B．弹簧的伸长量将比静止时增大．弹簧的伸长量将比静止时增大．弹簧的伸长量将比静止时增大C. C. 弹簧的伸长量与静止时相等弹簧的伸长量与静止时相等弹簧的伸长量与静止时相等D D．弹簧的伸长量为零．弹簧的伸长量为零．弹簧的伸长量为零答案：答案：A A【例题【例题5】某人站在一台秤上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数】某人站在一台秤上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数((不考虑台秤的惯性不考虑台秤的惯性) ( ) ) ( )A A．先变大后变小，最后等于他的重力．先变大后变小，最后等于他的重力．先变大后变小，最后等于他的重力B B．变大，最后等于他的重力．变大，最后等于他的重力．变大，最后等于他的重力C C．先变小，后变大，最后等于他的重力．先变小，后变大，最后等于他的重力．先变小，后变大，最后等于他的重力D D．变小，最后等于他的重力．变小，最后等于他的重力．变小，最后等于他的重力答案：答案：C C【例题【例题6】如下图质量为M 的粗糙斜面上有一，质量为m 的木块匀减速下滑，则地面受到的正压力应当是地面受到的正压力应当是 ( ) ( )A ．等于．等于(M+m)gB (M+m)g B (M+m)g B．大于．大于．大于(M+m)g c (M+m)g c (M+m)g c．小于．小于．小于(M+m)g D (M+m)g D (M+m)g D．无法确定．无法确定．无法确定超重和失重·典型例题解析【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m ＝4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取10m/s 2)：(1)当弹簧秤的示数T 1＝40N ，且保持不变．，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T 2＝32N ，且保持不变．，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T 3＝44N ，且保持不变．，且保持不变．解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用．规定竖直向上方向为正方向．向上方向为正方向．(1)当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，解得这时，解得这时电梯的加速度＝－＝－×＝，由此可见，电梯处于a 404104m /s 012T mg m 1静止或匀速直线运动状态．静止或匀速直线运动状态． (2)当T 2＝32N 时，根据牛顿第二定律有T 2－mg ＝ma 2，解得这，解得这时电梯的加速度＝＝＝－．式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404--/示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．降或减速上升．(3)当T 3＝44N 时，根据牛顿第二定律有T 3－mg ＝ma 3，解得这时，解得这时电梯的加速度＝＝－＝．为正值表示电梯a 44404m /s 1m /s a 3223T mg m 3-的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取10m/s 2) 解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F ＝m 1g ＝120×10N ＝1200N ，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度的加速度对于重物，－＝，所以＝＝－×＝；F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323－＝，得＝＝－＝．F g a -2点拨：题中的一个隐含条件是：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．改变．【例3】如图24－2所示，是电梯上升的v ～t 图线，若电梯的质量为100kg ，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s 之间、2～6s 之间、6～9s 之间分别为多大？(g 取10m/s 2) 解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v －t 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24－2所示：所示：(1)由v －t 图线可知，0～2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ，其加速度a 1＝(v t －v 0)/t ＝3m/s 2由牛顿第二定律可得F 1－mg ＝ma 1解得钢绳拉力解得钢绳拉力 F 1＝m(g ＋a 1)＝1300 N (2)在2～6s 内，电梯做匀速运动．F 2＝mg ＝1000N (3)在6～9s 内，电梯作匀减速运动，v 0＝6m/s ，v t ＝0，加速度a 2＝(v t －v 0)/t ＝－2m/s 2 由牛顿第二定律可得F 3－mg ＝ma 2，解得钢绳的拉力F 3＝m(g ＋a 2)＝800N ．点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v ～t 图线中找出有关的已知条件．图线中找出有关的已知条件．【问题讨论】在0～2s 内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？拉力是变化的，还是恒定的？在2～6s 内，电梯的速度始终为0～9s 内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？梯的钢绳拉力又如何？在6～9s 内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例4】如图24－3所示，在一升降机中，物体A 置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A 恰好静止不动，若升降机以加速度g 竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是体受力的说法中正确的是[ ] A ．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B ．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C ．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D ．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨：(1)当物体以加速度g 向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．零，因而支持物对其的作用力亦为零．(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．答案：D 【例5】如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m 1＝m 2＋m 3，这时弹簧秤的读数为T ．若把物体m 2从右边移到左边的物体m 1上，弹簧秤的读数T 将[ ] A ．增大．增大B ．减小．减小C ．不变．不变D ．无法判断．无法判断 点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T 的变化情况，则当m 2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于由于m 1＋m 2＞m 3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T ＜(m 1＋m 2＋m 3)g ．而m 2移至m 1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T 0＜(m 1＋m 2)g ；由于右边物体m 3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T 0＞m 3g ．(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m 1、m 2、m 3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T 0，而弹簧秤读数T ＝2T 0，即可求解．，即可求解．答案：B 跟踪反馈1．金属小筒的下部有一个小孔A ，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中[ ] A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B ．水不再从小孔中喷出．水不再从小孔中喷出C ．水将以较小的速度从小孔中喷出．水将以较小的速度从小孔中喷出D ．水将以更大的速度从小孔中喷出．水将以更大的速度从小孔中喷出2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T ，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G ＞T ，要使下滑时绳子不断，则运动员应该，要使下滑时绳子不断，则运动员应该[ ] A ．以较大的加速度加速下滑．以较大的加速度加速下滑B ．以较大的速度匀速下滑．以较大的速度匀速下滑C ．以较小的速度匀速下滑．以较小的速度匀速下滑D ．以较小的加速度减速下滑．以较小的加速度减速下滑3．在以4m/s 2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g 取10m/s 2)，则，则[ ] A ．天平的示数为10kg B ．天平的示数为14kg C ．弹簧秤的示数为100N D ．弹簧秤的示数为140N 4．如图24－5所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为。
超重和失重的概念和表达式
超重和失重是物体在不同环境中所表现出的两种状态。
它们是物理学中关于重力作用的重要概念，并在航天、运动、医学等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍超重和失重的概念及其表达式，并探讨它们在不同情境下的特点和影响。
一、超重的概念及表达式在地球表面，我们所处的环境下，物体受到地球引力的作用，因此称之为正常重力状态。
而当物体所受到的重力超过其实际重量时，我们则称之为超重。
1. 超重的表达式超重可以通过以下公式来表示：N = mg其中，N表示物体所受的重力或称为支持力，m表示物体的质量，g表示重力加速度。
2. 超重的特点超重状态下，物体所受的重力大于其实际质量，给人一种身体被压迫的感觉。
这种状态常常出现在高加速度的情况下，例如坐过山车、进行飞行器冲压训练等。
在这些情况下，人体会感受到额外的压力，身体会变得笨重并且难以移动。
3. 超重的影响超重对物体和人体都会产生一定的影响。
对于物体而言，超重状态下会增加其受力和压力，可能导致结构变形或损坏。
对于人体而言，超重状态下会增加骨骼和肌肉的负担，可能引发不适和运动障碍。
因此，在设计飞行器、运动设备等时，需要考虑超重对物体和人体的影响，以确保其安全性和可靠性。
二、失重的概念及表达式与超重相对应的是失重状态，当物体所受的重力小于或等于零时，我们称之为失重。
失重状态常常在无重力或微重力环境中出现，例如太空中或水下。
1. 失重的表达式失重状态下，物体所受的重力为零，因此其表达式可以表示为：N = 02. 失重的特点失重状态下，物体和人体的重量感消失，看似没有质量。
在太空中，宇航员会经历失重状态，他们可以漂浮在舱内，身体会失去对地面的依赖。
这种状态给人一种自由飘荡的感觉，但同时也会影响身体的正常功能，例如肌肉萎缩、骨质流失等。
3. 失重的影响失重状态下，物体和人体的可控性和稳定性减弱。
在太空中，宇航员需要通过特殊训练来适应失重环境，并使用工具和设备来实现各种任务。
失重状态也对实验和科学研究有重要意义，可以探索物质在无重力环境下的行为和特性。
高中物理超重与失重的概念
高中物理超重与失重的概念一、超重的定义超重是指物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况。
当物体具有向上的加速度时，会出现超重现象。
超重现象在电梯升降、火箭升空等场景中比较常见。
二、失重的定义失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况。
当物体具有向下的加速度时，会出现失重现象。
失重现象在蹦极、太空飞行等场景中比较常见。
三、超重与失重的产生条件超重与失重的产生条件是加速度的方向。
当物体的加速度向上时，物体处于超重状态；当物体的加速度向下时，物体处于失重状态。
需要注意的是，当物体处于完全失重状态时，物体不受任何力作用，包括重力。
四、超重与失重的应用超重与失重在生活和生产中有广泛的应用。
例如，在航天领域中，超重与失重被用于实现航天器的起飞、变轨和返回；在电梯升降中，超重与失重被用于实现电梯的升降和平衡调节；在蹦极等极限运动中，超重与失重也被用于实现运动的刺激和安全保障。
五、超重与失重的实例1.超重实例：当乘坐电梯上升时，由于电梯的加速度向上，乘客会感到脚底的压力增大，这是超重的表现。
2.失重实例：当乘坐电梯下降时，由于电梯的加速度向下，乘客会感到身体轻飘飘的，这是失重的表现。
3.完全失重实例：在太空中，宇航员处于完全失重的状态，可以在空中自由漂浮。
六、超重与失重的原理探究超重与失重的原理可以从牛顿第二定律和牛顿第三定律两个方面进行探究。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。
当物体所受合外力向上时，会产生向上的加速度，即超重；当物体所受合外力向下时，会产生向下的加速度，即失重。
根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反。
因此，当物体超重时，其支持物受到的压力大于重力；当物体失重时，其支持物受到的压力小于重力。
超重和失重的判断方法
超重和失重的判断方法首先，让我们来了解一下超重和失重的定义。
超重是指物体受到比其重力更大的外力作用，导致物体的加速度方向与重力方向相同，从而增加物体的重量。
而失重则是指物体受到比其重力更小的外力作用，导致物体的加速度方向与重力方向相反，从而减小或抵消物体的重量。
在日常生活中，我们可以通过一些简单的方法来判断物体的超重和失重状态。
首先，我们可以通过观察物体的运动状态来判断。
如果物体在受力作用下向下加速，则说明物体处于超重状态；如果物体在受力作用下向上加速，则说明物体处于失重状态。
这种方法适用于一些简单的情况，例如物体在自由落体或者受到外力作用时。
其次，我们还可以通过测量物体的重量来判断其超重和失重状态。
在地球上，物体的重量可以通过天平或者磅秤来测量。
如果测量得到的重量大于物体的真实重量，则说明物体处于超重状态；如果测量得到的重量小于物体的真实重量，则说明物体处于失重状态。
这种方法适用于一些需要准确计量的场合，例如货物运输、科学实验等。
此外，我们还可以通过物体的外观和表现来判断其超重和失重状态。
在超重状态下，物体可能会出现变形、断裂或者其他异常情况；而在失重状态下，物体可能会漂浮、飘动或者其他异常表现。
通过观察物体的外观和表现，我们也可以初步判断其超重和失重状态。
总的来说，超重和失重的判断方法可以根据具体情况选择合适的方式。
在日常生活中，我们可以通过观察物体的运动状态、测量物体的重量以及观察物体的外观和表现来判断其超重和失重状态。
这些方法不仅可以帮助我们更好地理解物体的运动规律，还可以在实际应用中起到重要的作用。
希望本文介绍的内容能够帮助大家更好地理解和应用超重和失重的判断方法。
超重和失重问题及其拓展
超重和失重问题及其拓展刘清发超重和失重现象是很重要的物理现象，在实际应用中如果能灵活地运用此现象处理问题，将会受益匪浅。
一、超重和失重的定义1. 超重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体所受重力的现象叫做超重。
2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体所受重力的现象叫做失重。
二、能够发生超重或失重现象的条件1. 发生超重现象的条件：当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态，即不管物体如何运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态。
2. 发生失重现象的条件：当物体做向下加速运动或向上做减速运动时，物体均处于失重状态，即不管物体如何运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态。
3. 拓展：并非只有物体在竖直方向上加速向上或减速向下运动时，物体才处于超重状态，其实物体运动时，只要加速度具有向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有向下的分量，物体就处于失重状态。
例1. 在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是（）A. 水银温度计B. 体重计C. 打点计时器D. 天平E. 连通器F. 水银压力计G. 密度计H. 弹簧秤解析：在太空站中的物体处于完全失重状态，与重力有关的物理现象全部消失，故答案为A、C、H。
三、物体的视重与实重=；视1. 定义：实重即物体的实际重力，在地面附近物体的实重与质量的关系为G mg重即表面上看起来物体有多重，它的大小为物体对支持物的实际压力或者对悬挂物实际的拉力的大小。
2. 实重与视重的关系设物体的质量为m，物体向上或者向下的加速度为a，当地的重力加速度为g，则（1）超重时：-=由牛顿第二定律得：F mg ma视=+则F mg ma视视重等于实质加上ma ，视重比实重超出了ma 。
（2）失重时：由牛顿第二定律得：mg F ma -=视则F mg ma 视=-视重等于实重减去ma ，视重比实重“失去”了ma 。
例 2. 某人在一以252./m s 的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起质量为m kg =80的物体，则该人在地面上最多能举起质量M 为多少的重物？（g m s =102/）解析：无论人在地面上还是在匀加速下降或者上升的电梯里，该人向上的最大举力是不变的，升降机匀加速下降，说明物体处于失重状态，举力 ()F mg ma N N =-=⨯-=801025600. 所以在地面上M F gkg ==60，故此人在地面上最多能举起60kg 的物体。
超重和失重知识点总结
超重和失重知识点总结
超重和失重是物理学中的两个重要概念，主要涉及到重力和加速度的影响。
1. 超重：当物体受到的向上的力大于向下的重力时，物体就会处于超重状态。
这种情况下，物体的实际重量会超过其正常重量。
例如，在电梯中上升或在过山车上下降时，我们会感到身体变重，这就是超重现象。
2. 失重：当物体受到的向上的力等于向下的重力时，物体就会处于失重状态。
这种情况下，物体的实际重量为零。
例如，在飞机上自由下落或在太空中漂浮时，我们会感到身体变轻，这就是失重现象。
3. 超重和失重的区别在于向上的力和向下的重力之间的关系。
如果向上的力大于重力，就是超重；如果向上的力等于重力，就是失重；如果向上的力小于重力，就是欠重。
4. 超重和失重都是相对的，取决于观察者的参考系。
例如，在电梯中上升时，对于电梯内部的人来说，他们处于失重状态；但对于电梯外部的人来说，他们看到的是电梯内部的人处于超重状态。
5. 超重和失重的现象可以通过实验来观察和验证。
例如，可以通过离心机产生离心力来实现超重和失重的状态。
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超重、失重的理解和应用1．
2．超重与失重的理解
(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．
(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度a.的方向向上还是向下，而与速度方向无关．
(3)物体超重或失重的大小是ma.
(4)当物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零时，物体处于完全失重状态，此时加速度a＝g，方向竖直向下；如自由
落体运动、竖直上抛运动、平抛运动等都为完全失重
当物体处于完全失重状态时，平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等．
【例1】在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是()．
图3－3－4
A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为
g
5，方向一定竖直向下
解析由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有
变化，A错；由牛顿第三定律知B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－F
N
＝ma，
可知a＝g
5
，方向竖直向下，D对．
答案 D
2．(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的v-t图像如图1所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t 关系的图像可能是()
解析：选B根据v-t图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，
根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确。
反思总结判断超重和失重现象的三个技巧
1．从受力的角度判断
当物体受向上的拉力(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．
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，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．
3．从速度变化角度判断
(1)物体向上加速或向下减速时，超重；
(2)物体向下加速或向上减速时，失重．
【变式训练】
1、如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个乒乓球．某时刻细线断开，乒乓
球向上加速运动，在此过程中，关于台秤的示数与线断前相比的变化情况及原因．下列说法正确的是() A．由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同
B．细线断后不再向上提拉容器底部，所以示数变大
C．细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大
D．容器、水、乒乓球整个系统的重心加速下移，处于失重状态，所以示数变小
解析：选D.乒乓球加速上升，整个系统重心加速下移，处于失重状态，故D正确．
1．如图2所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是()
图2
A．地面对木楔的支持力大于(M＋m)g B．地面对木楔的支持力小于(M＋m)g
C．地面对木楔的支持力等于(M＋m)g D．地面对木楔的摩擦力为0
答案 A
解析由于物体m沿斜面向下做减速运动，则物体的加速度方向与运动方向相反，即沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，故系统处于超重状态，所以可确定A正确，B、C错误；同理可知，加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误．
2．(多选)如图2所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。
若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()
图2
A．加速下降B．加速上升C．物块处于失重状态D．物块处于超重状态
解析木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态。
当物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧弹力不变，其合力竖直向下，所以系统的加速度向下，物块处于失重状态，可能加速下降，故A、C正确。
答案AC
突破训练在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是()
答案 D
解析该同学下蹲过程中，其加速度方向先向下后向上，故先失重后超重，故选项D正确．。