失重和超重
失重超重课件
通过与产业界的合作，将失重超重的研究成果转化为实际应用，推 动相关产业的发展和创新。
提高公众对失重超重的认知
通过科普宣传和教育活动，提高公众对失重超重的认知和理解，为 相关研究和应用提供更好的社会环境和公众支持。
感谢影响研究有助于推动医学 领域的发展，如对重力生理学的研究、对太
空病的研究等。
06
未来展望
失重超重研究的未来方向
深入研究失重超重对人体的影响
随着人类探索太空的步伐加快，长期处于失重超重状态对人体的影响成为研究重点，未来 将进一步揭示其机制和应对措施。
发展先进的实验设备和方法
失重超重课件
contents
目录
• 失重与超重的定义 • 失重超重的产生条件 • 失重超重的应用 • 失重超重的实验研究 • 失重超重的影响 • 未来展望
01
失重与超重的定义
失重的定义
总结词
物体在加速度方向上的力小于重力，产生失重现象。
详细描述
当物体在垂直方向上受到的力小于自身重力时，就会产生失重现象。此时，物 体的加速度方向向下，导致物体向下的加速度大于重力加速度。失重现象常见 于航天器在太空中的自由落体运动或电梯下降时的状态。
心理影响
长期处于失重超重状态可能会导致焦虑、抑郁等心理问题，影响人的情绪和心理健康。
对环境的影响
生态破坏
失重超重可能会对地球的生态系统造成破坏 ，如影响动植物生长、破坏自然景观等。
资源浪费
失重超重可能会导致资源浪费，如过度的食 物和水资源消耗等。
对科技发展的影响
航天技术进步
失重超重的研究和应用有助于推动航天技术 的发展，如太空探索、卫星发射等。
VS
失重和超重
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。
高一物理超重失重知识点
高一物理超重失重知识点超重和失重是物理中常用的概念，涉及到天体运动、重力以及物体在不同环境中的表现等方面。
在高一物理学习中，了解超重和失重的知识点对于理解物体在不同环境中的行为非常重要。
本文将详细介绍高一物理中的超重和失重知识点。
1. 超重的概念及原因超重是指物体在受到支持力作用时，所具有的实际重力大于其重力。
具体来说，当物体在加速度为g的电梯或电梯下降时，人体所受到的支持力小于其实际重力，此时人体会感觉自身重力增大，产生压力感。
这种现象被称为超重。
造成超重的原因是受到了加速度的影响。
根据牛顿第二定律可以得知，物体所受到的力的大小与物体的质量和加速度有关，而不仅仅是物体的重力。
因此，在加速度的作用下，物体会感受到超过其重力的合力，从而产生超重感。
2. 超重的计算公式超重的计算公式为：超重力 = 物体的实际重力 - 物体的支持力超重力的计算可以通过代入实际重力和支持力的数值来进行。
需要注意的是，当物体在垂直向下的自由落体运动中时，超重力为0，因为此时物体不受到支持力。
3. 失重的概念及原因失重是指物体在无重力环境中的运动状态。
在太空中，物体所受到的重力几乎为0，因此物体将处于一种没有重力的状态，称为失重状态。
此时，物体自由运动，没有受到任何外力的影响。
造成失重的主要原因是物体所处的环境中重力的影响极小。
在地球上，失重状态可以通过在真空条件下进行的实验来模拟。
在这种情况下，物体受到的空气阻力等因素都可以忽略不计，物体将近似处于失重状态。
4. 超重和失重的实际应用超重和失重是理解天体运动、航天器设计等领域的重要概念。
在航天器发射和返回过程中，乘员将会遭遇超重和失重的状态。
了解这些状态对于设计合适的安全设备和保障乘员健康非常重要。
此外，在天体运动的研究中，超重和失重的概念也有着广泛的应用。
例如，人造卫星的轨道计算、行星运动的模拟等都需要考虑到超重和失重的影响。
总结：高一物理中的超重和失重是重要的知识点，涉及到重力、支持力以及物体在不同环境中的动力学行为等方面。
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
当加速度a方向向上时，发生超重现象 当加速度a方向向下时，发生失重现象 三、为什么会产生超重失重现象？
A向上 F-mg=ma A向下 mg-F=ma A向下 且 a=g F=mg+ma >mg F=mg-ma <mg F=mg-ma=0 超重现象 失重现象 完全失重
练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物， 在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中， 他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)（设同一个人能提供的最大举力一定）
制造理想的 滚珠轴承
制造泡沫金属
在太空失重的条件下, 会生产出地面上难以生 产的一系列产品,建立空 间工厂已经不再是幻想.
建设中的国际空间站
国际空间站的首批乘员
同学们也可以提出自己 的太空实验设想,展开你想 像的翅膀,为宇宙开发贡献 一份力量吧!
一、什么是超重现象？什么是失重现象？
超重现象：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，称为失现象，称为失重现象。 二、什么时候会产生超重现象？什么时候会产生失重现象？
当加速度a方向向上时，发生超重现象 当加速度a方向向下时，发生失重现象 三、为什么会产生超重和失重现象？
用牛顿运动定律解释超重失重现象
A向上 F-mg=ma A向下 mg-F=ma A向下 且 a=g
F=mg+ma >mg F=mg-ma F=mg-ma=0 <mg
超重现象 失重现象 完全失重
做一做
航天中的超重失重
• 1、航天员在起飞的时 候受到几倍于自身重 力的压力 • 2、航天器入轨后处于 完全失重状态。 视频展示
（提示重力如何变）
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
高中物理-超重和失重
C.做竖直上抛运动的物体,处于失重状态
D.物体向上做匀加速直线运动,处于失重状态
思路分析:
向上→超重
合作探究
典题例解
迁移应用
)
加速度方向 向下→失重
向下且为→完全失重
解析:判断一个物体处于超重状态还是失重状态,观察的不是物体
的运动方向或运动状态,而是物体运动的加速度方向.物体有竖直
第六节 超重和失重
自主预习
目标导航
合作探究
预习导引
1.知道超重和失重,能记住产生超重、失重现象的条件.
2.会应用牛顿运动定律分析超重和失重现象.
重点:理解超重和失重现象的条件.
重点难点 难点:理解生活中的超重和失重现象,并能分析解决相
关物理问题.
学习目标
自主预习
目标导航
合作探究
预习导引
一、超重和失重
速运动,二是以1.67 m/s2的加速度向上匀减速运动.
答案:向下加速或向上减速,加速度都是1.67 m/s2,方向向下
自主预习
一
二
知识精要
思考探究
合作探究
典题例解
迁移应用
自主预习
一
二
知识精要
思考探究
合作探究
典题例解
迁移应用
太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境,人类可以利用这样
的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体,生产出能承受强大拉力
2.解答超重、失重问题的一般方法
(1)明确研究对象.
(2)对研究对象进行受力分析和运动情况分析.
(3)确定加速度方向.
(4)根据牛顿第二定律列方程求解.
合作探究
典题例解
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。
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）：
超重和失重
二、产生超重现象和失 重现象的条件
测重力
视重:
测力计上的读数
实重:
物体实际的重力
G
N
实重
在什么条件下， 视重和实重是相
等的？
G
静止或者匀
速运动
视重
F压
电梯中的怪现象
仔细观看电梯从1楼到5楼，以及从5楼到1楼时，体 重计示数的变化。
电梯里测体重
过程 楼层 运动形式 视重
1层
静止 58kg
上 1---2层 加速上升 63kg 升 2---4层 匀速上升 58kg
完全失重
完全失重现象:物体对支持物的压力（或 对悬挂物的拉力）为零，这种情况是失重 现象中的极限，称为完全失重。
自由落体运动 a g处于外太空中
思考：中间吊着钩码的长钢尺自由释放时，观察一 下钢尺形变的变化，请解释。
小结
（1）什么是超重和失重现象 （2）出现超重和失重现象的条件 （3）对超重和失重及完全失重现象的解释
观察比较
视重 63kg
速度方向 上
加速度 方向
上
53kg
上
下
50kg
下
下
63kg
下
上
状态 超重 失重 失重 超重
当物体具有向上的加速度时，发生超重现象。 当物体具有向下的加速度时，发生失重现象。
三、对超重和失重现 象的解释
加速上升 （超重）
N
a
v
mg
F合 = ma N-mg = ma N = ma + mg
减速上升 （失重）
N
a
v
mg
F合 = ma mg-N = ma N = mg - ma
思考：当电梯自由落体时，即电梯具有向下 a=g 的加速度时。台秤对人的支持力是多少？ 人对台秤的压力是多少？
超重和失重
牛顿第二定律的应用――超重和失重1.超重：当物体具有的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。
2.失重：物体具有的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。
3.完全失重：物体以加速度a＝g向竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于的现象。
4.思考：①超重是不是物体重力增加？失重是不是物体重力减小？②在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用？1.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。
当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可能是（）A.电梯加速向上运动B.电梯减速向上运动C.电梯加速向下运动D.电梯减速向下运动2.在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为（）A.maB.m(a+g)C.m(g－a)D.mg3.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（不计水的阻力），则台秤上的示数（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定4.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5.升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（）A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度减速上升C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度加速下降6.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7.下列说法中正确的是（）A.物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象B.物体竖直向下加速运动时会出现失重现象C.物体处于失重状态时，地球对它的引力减小或消失D.物体处于失重状态时，地球对物体的引力不变8.如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时有（）A.匀速下滑时，M对地面压力等于（M+m）gB.加速下滑时，M对地面压力小于（M+m）gC.减速下滑时，M对地面压力大于（M+m）gD.M对地面压力始终等于（M+m）g 9.一个容器装了一定量的水，容器中有空气，把这个容器带到绕地球运转的宇宙飞船中，则容器中的空气和水的形状应如图中的（）BCD10.如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（）A.（M+m）g B.（M+m）g－maC.（M+m）g+maD.（M－m）g11.如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，分别被两根绝缘细线系在木盒内的一竖直线上，静止时，木盒对地的压力为F N，细线对B的拉力为F，若将系B（）A.刚断开时，木盒对地压力仍为F NB.刚断开时，木盒对地压力为（F N+F）C.刚断开时，木盒对地压力为（F N－F）D.在B上升过程中，木盒对地压力逐渐变大12.如图中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）和总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。
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、“失重”和“超重”
你站在称体重的台秤上，迅速把身子向下一蹲，就会发现，那指针会向零一摆。
难道这一瞬问，地心对你的吸引力减少到接近于零了吗？
手提弹簧秤，弹簧秤下系一个重物，指针指出了它的重量，如果突然使它向下运动，看！那指针也会摆向零。
反过来，猛然向上一提，那指针指示的重量又会大大增加。
假如你住在设有电梯的大楼里，你可以拿一个测力计（或者一段软弹簧、橡皮筋）和一个重物（比如一个大铁锁），到电梯里去做实验。
当电梯静止不动的时候，把重物挂在测力计上，指针指出了物体的重量是G。
当电梯向下加速下降的时候，你会看到指针的指数变小，弹簧或橡皮筋的长度变短——人们看到的重量（视重）变小了，这是失重现象。
当电梯加速上升的时候，那指针的指数竟然比G还大，弹簧或橡皮筋的长度都变长——人们看到的重量（视重）变大了，这就是超重现象。
乘电梯的时候，当电梯加速上升或下降的时候，有人会感到不舒服，这是由于电梯上升的时候，他处于超重状态，而电梯加速下降的时候，他处于失重状态。
早在十七世纪，著名的物理学家伽利略就注意过这类的问题。
他提出：“我们感觉到肩头上有重荷，是在我们不让这个重物落下的时候。
但是，假如我们跟我们肩上的重物一起自由下落，那么这个重物怎么还会压到我们的肩上呢？”。