失重与超重
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
超重与失重概述课件
超重与失重的应用实例
航天器
在航天器中，航天员处于失重状态，这使得在太空中进行实验和生产成为可能。
电梯
在电梯启动和停止时，乘客会感受到超重和失重现象，这是由于电梯的加速度变 化所引起的。
03
超重与失重的实验验证
实验目的
验证超重与失重的现 象及产生条件。
加深对牛顿第二定律 和牛顿第三定律的理 解。
总结词
超重与失重不会改变物体的质量，只是改变了物体所受重力的表现情势。
详细描述
物体的质量是固定的，不会因为超重或失重而产生改变。超重与失重只是改变了物体所受重力的表现情势，即物 体对支持物的压力或悬挂物的拉力。
对物体运动状态的影响
总结词
超重状态下，物体加速下落或减速上升 ；失重状态下，物体减速下落或加速上 升。
两种状态。
物理现象
超重表现为物体对支持物的压 力大于重力，失重表现为物体 对支持物的压力小于重力。
产生原因
超重和失重现象的产生是由于 物体加速度的方向与重力方向 的关系决定的。
实例分析
电梯升降、蹦床、过山车等运 动过程中都存在超重和失重现
象。
超重与失重的未来发展
理论深化
应用拓展
随着物理学的不断发展，超重和失重的理 论将不断深化和完善，为解决实际问题提 供更精确的指点。
失重的定义
总结词
失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况。
详细描述
当物体在竖直方向上加速降落或减速上升时，会受到一个向 下的力，这个力小于重力，导致物体对支持物的压力减小， 即为失重状态。
超重与失重的物理意义
总结词
超重与失重是物体在加速度方向上的作用力与反作用力的体现，是牛顿第二定律在重力场中的应用。
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。
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！
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。
失重与超重的概念
失重与超重的概念一、失重的概念失重是指物体所处的环境中，它所受到的向下的重力等于向上的浮力。
物体在失重的状态下，相当于漂浮在空气或其他介质中，不受重力的影响。
通常情况下，人们使用的失重状态多是指在飞行器中，当它在高空中做自由落体运动，人们所体验到的一种感觉。
在航天科技等领域中，失重状态对于许多实验和观察都非常重要。
因为在失重状态下物体的特性不同于地球表面的状态，所以能够获得更多更高质量的关于物体行为的数据。
同时，在失重状态下，人体也会产生许多微调的反应，因此，在宇航员训练过程中也需要经常进行失重训练。
二、超重的概念超重是指人体质量过重，超出了正常的人体体重范围。
通常按照人体质量指数（BMI）来判断超重与否。
BMI是体重（公斤）除以身高的平方（米）得到的数字。
正常的BMI范围为18.5到24.9，超过这个范围就被认为是超重或肥胖。
超重的问题在现代社会中已经成为了一个全球性的问题。
长期以来，人们的生活方式、饮食结构等方面的改变都引起了人们身体质量和健康的变化，肥胖等问题也随之而来。
超重的健康风险包括心血管疾病、糖尿病、高血压和某些癌症等，因此，应该采取有效的措施来控制体重。
三、失重与超重的对比1. 概念差异：失重是物体在某种环境下，所受到的重力被抵消而处于一种脱离重力的状态；超重是人类体重过大，超出正常的范围。
2. 影响范围不同：失重通常只在太空、高空等封闭环境中出现；超重则是社会各个层面都会出现的健康问题。
3. 健康影响的不同：失重并不会对人体健康产生直接的影响，但在太空任务、宇航员的生活等方面会对人体的微调反应产生影响；超重则会增加多种疾病的发病率，严重时甚至会危及生命。
4. 对策不同：失重是一种环境问题，一般需要采取特定的应对措施，以保证实验的有效进行和宇航员的生活舒适；超重则需要个体或社会采取积极的健康措施，如锻炼身体、控制饮食等，以减轻体重。
四、如何避免超重？1. 注重饮食：尽量少吃油腻、高热量、高糖分、高盐分的食物，少喝饮料和酒精类饮品，多吃蔬菜、水果、全谷类食物、低脂的蛋白质食物等。
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
超重与失重考点一、重力的测量1．方法一：利用牛顿第二定律先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量m，利用牛顿第二定律可得G ＝mg .2．方法二：利用力的平衡条件将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小．考点二、超重和失重1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力．2．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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．3．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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．4．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．(2)产生条件：a＝g，方向竖直向下．知识深化1．对视重的理解当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了．2．判断物体超重与失重的方法(1)从受力的角度判断：超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力，即视重大于重力．失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力，即视重小于重力．完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)为零，即视重为零．(2)从加速度的角度判断：①当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，处于超重状态，如图2.根据牛顿第二定律：F N －mg ＝ma ，此时F N >mg ，即处于超重状态．可能的运动状态：向上加速或向下减速．图2 图3 图4②当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，处于失重状态，如图3.根据牛顿第二定律：mg －F N ＝ma ，此时F N <mg ，即处于失重状态．可能的运动状态：向下加速或向上减速．③当物体的加速度为g 时，处于完全失重状态，如图4.根据牛顿第二定律：mg －F N ＝ma ，此时a ＝g ，即F N ＝0.可能的运动状态：自由落体运动或其他抛体运动．1．物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了．2．发生超重或失重现象只取决于加速度的方向，与物体的速度方向、大小均无关．一、单选题 1．如图甲，水火箭受水流的反作用力竖直上升。
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上 升
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，称为超重现象。
2、结论
向上加速（ v0 方向向上，a向上） 向下减速（ v0 方向向下，a向上 ）
向上的加速度
二、失重
1、定义：对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物重的现
象，叫做失重现象。
2、结论：
向上减速（ v0 方向向上，a向下） 向下加速（ v0 方向向下，a向下）
向下的加速度
实验:用DIS探究失重超重现象
超重是不是重力变大 了?
失重是不是重力变小 了?
太 空 中 的 完 全 失 重
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形
制造理想的滚珠 制造泡沫金属
在人造卫星中所有靠重力效应工作的仪器都失效！
0
弹簧测力计无法测量物 体的重力，但仍能测量 拉力或压力的大小。
水银气压计
无法用天平测 量物体的质量
课堂小结：
超 重： 向上加速度 失 重： 向下的加速度 完全失重：a向下，且a=g
超重与失重是指物体对悬挂物的拉力（支持物的 压力）发生了变化，物体本身所受重力不变。
下 降
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