超重与失重的实验 教具报告
超重与失重现象实验教具
超重与失重现象实验教具【实验原理】假设一个人站在升降机的磅秤上，升降机以匀加速竖直上升和匀加速竖直下降。
为了讨论方便，设人重量是mg，匀加速运动的加速度为a，磅秤上的读数是N，且以上各字母均是纯数量，用正、负号来表示它们的方向。
设竖直向上为正方向。
第一种情况下，升降机向上匀加速运动，磅秤上的读数为N=mg＋ma＝m(g＋a)＞mg我们把人在这种情况下所处的状态叫“超重”现象。
第二种情况下，升降机向下匀加速运动，N=mg-ma=m(g-a)＜mg我们把人在这种情况下所处的状态叫“失重”现象。
同样，当物体竖直向下匀减速与向上匀减速运动时，也会有超重与失重现象。
分析的方法是一样的。
我们可以自制仪器，用几种方法来说明这个道理。
【制作方法】方法一材料：废牙膏皮找来一支废牙膏皮，拧下盖，打开后面卷着部分，用圆木棍把它鼓起来，洗净里面的残存牙膏。
用针在牙膏皮靠近盖帽的圆筒两对边各钻一小孔，盖好盖。
小孔不要过大，把牙膏皮装满水后，水刚好能射出为宜。
实验时，用一个桶接大半桶水放在牙膏皮运动的正下方。
先将牙膏皮装满水，手持牙膏皮上端不动，可以看到水从小孔里射出，见图7-9。
图7-9迅速手持牙膏皮向上匀加速运动，可以看到小孔里喷出的水比刚才喷得更急、更远。
这是因为筒内的水处于超重状态，它对牙膏皮筒壁的压力增大的结果。
再将牙膏皮装满水，手持牙膏皮筒在高处不动，可以看到水从小孔里射出。
突然丢手，让牙膏皮做自由落体运动。
大家可以看见原来向外喷水的牙膏皮，在向下落时，一点水也不向外喷射！这是因为水处于失重状态时，它对牙膏筒壁的压力几乎减小为零了。
方法二材料：空高橙饮料瓶一个、软弹簧一根、1号电池两节、小电珠一颗、8×20cm2三夹板一块、导线、铁皮、细线等。
用剪刀去掉饮料瓶底部与上部，留下中间透明塑料部分。
在三夹板下端固定一块铁皮作软弹簧的底座，由软弹簧引出一根导线接小电珠。
剪一略大于1号电池直径的圆铜片，圆铜片中央开一直径3mm的小孔，然后把这圆铜片套在一节电池上并焊牢。
超重失重探究实验报告
超重失重探究实验报告实验目的：探究超重失重现象对物体的影响，以加深对物体重量与重力的理解。
实验材料：1. 天平2. 弹簧测力计3. 各种不同质量的物体4. 实验记录表格5. 实验数据处理软件（如Excel）实验步骤：1. 将天平放在水平平台上，并确保其准确性。
校准天平以保证精准的重量测量。
2. 使用弹簧测力计测量不同物体的重力。
3. 将物体放置在天平上，并记录其重量。
4. 将物体悬挂在弹簧测力计上，并记录其测得的重力。
5. 将物体放入自由落体状态，此时物体不再受到任何约束力。
6. 使用弹簧测力计测量失重物体在自由落体时的重力。
7. 记录实验数据，并用数据处理软件处理数据。
实验结果与分析：根据实验所得数据，我们计算出了物体在超重失重时的重力值。
通过比较不同状态时物体的重量，我们可以观察到以下现象：1. 在正常重力下（物体放置在天平上），物体的重力等于其实际重量。
2. 在悬挂状态下，物体受到弹簧测力计的反作用力，因此所测得的重力值略小于实际重量。
3. 在自由落体状态下，物体不再受到任何约束力，因此失重物体的重力值为零。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 物体的重力与其质量成正比，无论是在正常重力、悬挂状态还是自由落体状态下都成立。
2. 超重失重现象是由于物体在自由落体状态下不再受到约束力的作用，导致重力为零。
结论：通过本次实验，我们深入了解了超重失重现象对物体重量的影响。
在正常重力下，物体的重力等于其实际重量。
而在悬挂和自由落体状态下，物体所受到的重力会有所变化。
这一实验结果进一步巩固了我们对物体重量与重力关系的理解，并揭示了超重失重现象的本质。
超重与失重的实验 教具报告
河北zzzzz学院2013—2014学年度第 1 学期物理系物理专业技能训练（Ⅱ）班级：姓名： zzzzz学号：一、教具研究的项目小球超重与失重的实验研究二、研究目的及要求1：了解超重与失重的现象。
2：知道怎样的情况下小球是处于超重与失重的状态。
3：理解并研究产生超重与失重的条件。
4：实践生活中超重与失重的应用。
三、实验所需仪器小铁球、改造后的台称、弹簧、电源、木板等。
四、实验观察的现象1、开始前，台秤上未放任何东西，表盘指针指在720克的位置2.、将小球挂于弹簧下端时，处于平衡位置，表盘指针处于980克的位置、3、接通电源，将小球和托盘天平接触（由于托盘天平经过改造通电后可以吸引铁性物质）。
此时表盘指针处于中间位置约980克处。
3、断开电源，小球与台秤的底座脱离，开始上下振动。
4、当小球刚刚释放，小球处于最下端是表盘指针指向大约1120克。
竖直向上运动，到达平衡位置前，表盘指针读数比980克偏大。
超过平衡位置后，到达顶端前读数都比980克偏小。
到达最顶端时指针读数为约840克5、竖直向下运动，顶端到平衡位置过程，表盘读数都比980克偏小。
从平衡位置到低端，表盘读数比980克偏大。
到达最低端读数约为1120克。
五实验分析1、当小球挂在弹簧下时，弹簧静止，处于平衡状态，此时指针读数为小球的重量值。
图12、当小球刚刚被释放时，处于最下端，开始竖直向上运动，此时小球受到两个力的作用，重力与弹簧拉力，方向相反。
未达到平衡位置时，指针数值也大于小球重力的数值，即弹簧拉力F大于重力G。
那么小球处于超重状态。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况，叫超重。
图23、小球向上运动未达到平衡状态时，由于拉力大于重力，所以小球有竖直向上的加速度此时的小球处于超重状态。
所以我们说，当物体有竖直向上的加速度或有竖直向上的加速度分量时，物体超重，这就是超重的条件。
4、当小球竖直向上运动，刚刚超过平衡状态时，小球受到两个力的作用，竖直向上的弹簧力F和竖直向下的重力G。
超重与失重的实验探究
超重和失重的实验探究物理学是一门以实验为主的自然科学。
实验是培养学生科学素质的重要途径。
下面以“超重和失重现象”的教学为例，阐述在课堂教学中以问题为探究出发点，以实验为探究突破口，有效地组织学生进行探究学习的一点尝试。
1探究问题一:向上运动超重吗?学生在初次认识超重和失重概念时，通常会得出向上运动——超重；向下运动——失重的错误观点。
针对这个值得探究的问题，设计在超重失重情况下，探究运动方向与超重失重有无必然关系的实验。
让学生在探究实验中认识超重失重的概念，自己发现规律。
实验器材选择:选择1m长的木条或米尺一把；5g的钩码一个；50cm长的单股橡皮筋(要求50g钩码能让它伸长30cm左右为宜)一根；图钉一颗。
实验器材组装:如图1所示，把单股橡皮筋的一端，用图钉固定在1m长的木条上，另一端系上50g的钩码。
放手后，以竖直悬挂伸长至80cm长为宜，过长或过短应适当调节橡皮筋的长度。
实验探究方法:首先用手握住木条使其处于竖直位置，并保持静止，同时记下钩码的位置，此时钩码对悬绳的拉力F等于钩码的重力G(F=G)；然后用手握住木条使其住竖直方向运动，若实验中出现悬绳的长度变短，则说明钩码对悬绳的拉力F小于钩码的重力G(F，即出现失重现象；若变长则F>G，即出现超重现象。
学生可利用这样的简单关系，探究在怎样的运动状态下出现超重和失重现象，从而正确认识和理解规律。
2探究问题二:失重超重时压力真的变了吗?显示压力的变化是说明超重失重现象最直接的实验，本实验使用简易的装置产生对比度较为强烈的实验结果，帮助学生建立超重失重的概念。
实验器材选择:准备一根长约1m，直径约为4cm的空心塑料管:高弹性橡皮膜一块；一段长约40cm的细线；一烧杯水。
实验器材组装:如图2所示，用橡皮膜包住塑料管的一端，再用细线将橡皮膜固定(注意密封性要好)。
将烧杯内的水从空心塑料管另一端倒入，直至灌满。
实验探究方法:首先用手握住塑料管使其竖直，使包有橡皮膜的一端向下并距地面约1m 处，保持静止，观察橡皮膜形状，此时塑料管中的水由于重力作用给橡皮膜一个压力使橡皮膜成半球状；然后静止释放塑料管，在塑料管即将落地前接住它，观察塑料管在自由下落过程中橡皮膜的变化，发现橡皮膜由半球状变小至塑料管未灌水之前的形状，说明在整个装置自由下落时塑料管中的水不再给橡皮膜压力，水的重力好像没有了，即出现了失重现象。
5、5超重和失重
理论分析
升降机地板上放一个弹簧式台秤，称 升降机地板上放一个弹簧式台秤， 盘上放一个质量为m的物体， 盘上放一个质量为m的物体，一起加 速上升 取重物为研究对象，受力分析如图: 取重物为研究对象，受力分析如图: 由牛顿第二定律得 F合 = F －mg = m a 故：F = mg + m a > mg 由牛顿第三定律可知： 由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤 的压力F 的压力Fˊ = F > G
5、5 超重与失重 、
实验： 实验：
把物体挂在弹簧秤下， 把物体挂在弹簧秤下，用手带 动弹簧秤和物体一起： 动弹簧秤和物体一起：
1、向上加速运动； 向上加速运动； 向下加速运动； 2、向下加速运动；
观察弹簧秤的示数如何变化？ 观察弹簧秤的示数如何变化？ 视重： 测力计的读数。 视重： 测力计的读数。 实重：物体实际的重力。 实重：物体实际的重力。
N（或T）=0 （ ）
问题
超重始终现象中，物体的重力是否变化？ 超重始终现象中，物体的重力是否变化？ 物体处于超重和失重状态时， 物体处于超重和失重状态时，物体的重力并 没有发生变化， 没有发生变化，变化的是物体对支持物或悬 挂物的作用力。 挂物的作用力。 即视重变大或变小了 超重时:视重大于重力 超重时 视重大于重力 失重时:视重小于重力 失重时 视重小于重力
课外小实验
侧面有一个洞 的水瓶里面装满水， 的水瓶里面装满水， 让水瓶做自由落体 运动， 运动，水会不会从 洞中流出来？ 洞中流出来？为什 么？
超重还是失重由a决定， 超重还是失重由a决定，与v方向无关
日常生活中的超重和失重现象
人在体重计
上迅速下蹲至 静止的过程中， 静止的过程中， 体重计的示数 怎样变化？ 怎样变化？再 迅速起立又会 怎样？ 怎样？
失重物理实验报告
一、实验目的1. 理解失重的概念和原理；2. 通过实验观察失重现象，验证失重规律；3. 掌握失重实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理失重是指物体在重力场中，由于加速度方向与重力方向相反，使得物体所受重力与惯性力相等，从而使得物体所受合力为零的现象。
在地球表面附近，失重现象通常是由于物体与地面或其他物体相对运动，使得物体所受重力减小或消失。
本实验采用自由落体实验，通过观察物体在自由落体过程中失重现象，验证失重规律。
三、实验仪器1. 自由落体装置（包括：自由落体筒、落体球、传感器、计时器等）；2. 计算机及数据采集软件；3. 稳压电源。
四、实验步骤1. 按照实验要求组装自由落体装置，确保各部件连接牢固；2. 将传感器固定在自由落体筒上，并连接好数据采集线；3. 打开稳压电源，确保实验过程中电源稳定；4. 将落体球放置在自由落体筒底部，启动计时器；5. 观察落体球在自由落体过程中的运动，记录传感器采集的数据；6. 关闭计时器，停止实验；7. 对采集到的数据进行处理和分析。
五、实验数据及处理1. 记录落体球在自由落体过程中的时间t（单位：秒）；2. 根据公式v = gt，计算落体球在自由落体过程中的速度v（单位：m/s）；3. 根据公式h = 1/2 gt^2，计算落体球在自由落体过程中的位移h（单位：m）；4. 根据实验数据，绘制速度-时间（v-t）图和位移-时间（h-t）图；5. 分析实验数据，验证失重规律。
六、实验结果与分析1. 通过实验观察，落体球在自由落体过程中速度逐渐增大，位移逐渐增大，符合失重规律；2. 根据实验数据，绘制出的v-t图和h-t图呈线性关系，斜率分别为g和1/2g，验证了失重规律；3. 通过实验数据，计算得出落体球在自由落体过程中的加速度a为g，即重力加速度。
七、结论通过本次实验，我们成功观察到了失重现象，验证了失重规律。
实验结果表明，在自由落体过程中，物体所受重力与惯性力相等，使得物体所受合力为零，从而实现失重。
超重和失重教具3
图一
图二 设计五：许辉 陈增丽 黄世云 黄洁萍 韦庆远
一个半封闭的管底部连一根弹簧，弹簧伸缩范围越大越好。
管中放入一条质量较大的木条，木条也跟弹簧相连，木条不宜与管太紧以免与管有太大摩擦。
装置静止时弹簧受到木条压力大，失重时压力小。
用手拿住管又静止释放时木条从管中伸出的长度将变大。
把装置倒置，用手拿住木条尾部，用力往上撑，管由于超重会将弹簧压缩更短，碰到手。
由此也可以演示超重实验。
设计六：蒙彩丽 凌丽梅 韦树唐 梁志伟
如图，一个碗的底部固定两跟橡皮筋，橡皮筋各系一个小螺帽，橡皮筋自然状态时螺帽在碗内。
先拉螺帽至碗边沿，如图二，静止时由于碗边沿对橡皮筋有摩擦以及橡皮筋的拉力，可得图二所示状态。
当碗又静止释放时，由于失重致使摩擦力变小，同时螺帽
对橡皮筋拉力减小，故橡皮筋会将螺帽拉入碗中。
“超重和失重”现象的实验
超重和失重现象的实验引言超重和失重现象是人们在不同环境下体验到的一种非常有趣的物理现象。
本实验旨在通过简单的实验操作，帮助我们理解超重和失重现象，并从中探讨该现象的科学原理。
实验材料•一个玻璃杯•温水•一个塑料袋•一些纸带•一个秤（用来称量物体重量的仪器）实验步骤第一步：准备工作1.将玻璃杯放置在平坦的桌面上，确保杯子底部与桌面平行。
2.准备适量的温水，注意水温适中，不要太热或太冷。
3.将塑料袋张开，并将塑料袋按照杯子口径的大小修剪，确保能够完全覆盖玻璃杯的口部。
4.准备一些纸带，用于制作装饰。
第二步：超重实验1.将塑料袋完全覆盖在玻璃杯的口部，确保密封性。
2.将玻璃杯倒置放在温水中，稍微轻轻按压，使玻璃杯完全浸没在水中。
3.观察玻璃杯内的现象。
第三步：失重实验1.将塑料袋拿掉，保持玻璃杯干燥。
2.将玻璃杯倒置放在桌面上，并在杯子下面放置一些纸带。
3.快速将手掌覆盖在玻璃杯上，并快速翻转杯子，将纸带从杯子下面移走。
4.玻璃杯应该会保持倒立的状态，并悬浮在你的手掌上。
实验原理超重现象的解释当把玻璃杯完全覆盖在水中时，玻璃杯底部受到的上推力大于顶部受到的下拉力。
这是因为水的分子在同一压力下上下运动，底部受到的分子撞击次数更多，因此受到的压力也更大。
根据牛顿第三定律，玻璃杯也会向上受到一个相等的力，导致玻璃杯的重量增加，即超重现象。
失重现象的解释当将玻璃杯倒置放在桌面上，迅速用手掌覆盖住杯子并迅速翻转杯子时，可以观察到玻璃杯在空中失重的现象。
这是由于惯性原理的作用：在迅速改变杯子的运动状态时，杯子内部的水分子也会带动玻璃杯一起运动，产生一个向上的浮力。
这个浮力抵消了玻璃杯的重力，使得玻璃杯看起来失去重量，即失重现象。
实验结果经过实验操作，我们可以观察到以下现象：•在超重实验中，玻璃杯会被温水中的压强所推动而产生额外的重量，造成超重现象。
•在失重实验中，玻璃杯倒置后使用手掌迅速覆盖并翻转时，玻璃杯会悬浮在手掌上，失去重量，造成失重现象。
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河北zzzzz学院2013—2014学年度第 1 学期物理系物理专业技能训练（Ⅱ）
班级：
姓名： zzzzz
学号：
一、教具研究的项目
小球超重与失重的实验研究
二、研究目的及要求
1：了解超重与失重的现象。
2：知道怎样的情况下小球是处于超重与失重的状态。
3：理解并研究产生超重与失重的条件。
4：实践生活中超重与失重的应用。
三、实验所需仪器
小铁球、改造后的台称、弹簧、电源、木板等。
四、实验观察的现象
1、开始前，台秤上未放任何东西，表盘指针指在720克的位置
2.、将小球挂于弹簧下端时，处于平衡位置，表盘指针处于980克的位置、
3、接通电源，将小球和托盘天平接触（由于托盘天平经过改造通电后可以吸引铁性物质）。
此时表盘指针处于中间位置约980克处。
3、断开电源，小球与台秤的底座脱离，开始上下振动。
4、当小球刚刚释放，小球处于最下端是表盘指针指向大约1120克。
竖直向上运动，到达平衡位置前，表盘指针读数比980克偏大。
超过平衡位置后，到达顶端前读数都比980克偏小。
到达最顶端时指针读数为约840克
5、竖直向下运动，顶端到平衡位置过程，表盘读数都比980克偏小。
从平衡位置到低端，表盘读数比980克偏大。
到达最低端读数约为1120克。
五实验分析
1、当小球挂在弹簧下时，弹簧静止，处于平衡状态，此时指针读数为小球的重量值。
图1
2、当小球刚刚被释放时，处于最下端，开始竖直向上运动，此时小球受到两个力的作用，重力与弹簧拉力，方向相反。
未达到平衡位置时，指针数值也大于小球重力的数值，即弹簧拉力F大于重力G。
那么小球处于超重状态。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况，叫超重。
图2
3、小球向上运动未达到平衡状态时，由于拉力大于重力，所以小球有竖直向上的加速度此时的小球处于超重状态。
所以我们说，当物体有竖直向上的加速度或有竖直向上的加速度分量时，物体超重，这就是超重的条件。
4、当小球竖直向上运动，刚刚超过平衡状态时，小球受到两个力的作用，竖直向上的弹簧力F和竖直向下的重力G。
表盘指针读数偏小，即弹簧力F下于重力G，那么小球处于失重状态。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况，叫失重。
、
图3
5、小球超过平衡状态但弹簧仍处于拉伸状态时，拉力小于重力，此时小球有向下的加速度，小球失重。
我们说，当物体有竖直向下的加速度或有竖直向下的加速度分量时，
物体失重，这就是失重的条件。
6、当小球竖直向下运动时，情况如下，只要有向上的加速度，小球就处于超重状态，有向下的加速度小球处于失重状态。
如图所示：
图4
六、实验误差
由于实验仪器的老旧和本身存在的误差，在读取数值时存在误差，但是大体趋势是可靠的，所以依旧能够把实验结论呈现出来。