超重与失重_讲解以及应用
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》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念当物体具有向上的加速度时，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；当物体具有向下的加速度时，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，称为失重。
如果物体的加速度方向竖直向下，且大小等于重力加速度 g 时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，这种状态称为完全失重。
为了更直观地理解这两个概念，我们可以想象一个人站在体重秤上。
当人静止时，体重秤的示数等于人的重力。
当人加速上升时，体重秤的示数会大于人的重力，这就是超重现象；当人加速下降时，体重秤的示数会小于人的重力，这就是失重现象；当人自由落体时，体重秤的示数为零，这就是完全失重现象。
二、超重与失重的产生条件超重现象产生的条件是物体具有向上的加速度。
例如，当电梯加速上升时，人站在电梯里会感到脚下的支持力变大，体重秤的示数增加，这就是超重现象。
在这种情况下，根据牛顿第二定律 F mg ＝ ma，其中 F 是支持力，m 是人的质量，g 是重力加速度，a 是加速度。
因为 a向上，所以 F 大于 mg，即支持力大于重力，产生超重现象。
失重现象产生的条件是物体具有向下的加速度。
比如，当电梯加速下降时，人会感觉脚下的支持力变小，体重秤的示数减小，这就是失重现象。
此时，根据牛顿第二定律 mg F ＝ ma，因为 a 向下，所以 F小于 mg，即支持力小于重力，产生失重现象。
完全失重现象产生的条件是物体的加速度等于重力加速度且方向竖直向下。
在太空中的航天器中，宇航员就处于完全失重状态。
因为航天器绕地球做圆周运动，其向心加速度等于重力加速度，此时宇航员对航天器的压力为零。
三、超重与失重的本质超重和失重现象的本质是物体所受的合力发生了变化，从而导致物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了改变。
重力本身并没有变化，只是由于加速度的存在，使得物体的视重（即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力）发生了改变。
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。
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。
超重和失重的实战应用教案
本文将会探讨超重和失重的实战应用教案，介绍相关的理论知识和实践技能，让大家了解如何在实际生活与工作中运用超重和失重的技术。
一、理论知识1.超重和失重的含义超重和失重都是空间中的特殊状态。
超重指的是受到超过重力的约束，体验到的加速度大于 1G，而失重则是当物体受到的加速度为零时，即重力和惯性力抵消时，会有一种轻飘的感觉。
在实际生活和工作中，人们可以运用这种特殊状态进行一些特殊的表演和活动。
2.超重和失重的应用领域超重和失重的应用领域非常广泛。
在娱乐和体育方面，超重和失重，可以用于游乐园的模拟环境中，模拟太空探险、NASA宇航员训练等活动。
超重和失重也可以应用于影视拍摄中，例如《星球大战》和《逃出绝命镇》等影片，都使用了失重效果。
在航空航天领域，超重和失重也可以用来帮助宇航员训练，在卫星制造中，超重和失重也可以用来测试卫星的稳定性。
二、实践技能1.超重和失重的训练进行超重和失重训练的目的是帮助人们适应这种特殊状态，提高身体的耐受性和控制能力。
超重和失重的训练方法主要有以下几种：(1)重物训练法：利用引力和重力，通过负重器械，进行负重训练，以增加自身负载，提高身体的负荷承受能力。
(2)模拟失重训练法：通过深入了解失重环境和特点，使用模拟装置进行体验式能力提升和失重时间的增加。
(3)仿真训练法：在重力环境内，模拟失重的情况，通过全面的三维模拟技术，可以让人们身临其境地感受失重的效果。
2.超重和失重的实践应用在实际应用过程中，超重和失重可以用于以下几个方面：(1)影视及舞台表演：利用特殊效果和技术手段，模拟出超重和失重的效果，为影视表演和舞台表演增添生动的色彩和意境。
(2)太空科技开发：超重和失重可以被用于测试卫星稳定性等领域中，通过模拟出太空环境进行实验，发展更先进的空间技术。
(3)体育竞技：超重和失重是最具特殊性的竞技形式之一，例如游泳、跳水等，通过贡献出自己的力量，创造更加出色的表现。
(4)宇航员训练：宇航员需要在失重环境中完成各种活动，失重和超重的训练是必不可少的一环，可以提高宇航员的身体素质和调节能力。
超重与失重汇总课件
超重失重在太空探索中的作用
导航与控制
在太空探索中，超重失重研究 对于航天器的导航和控制具有 重要作用，例如通过重力场的 变化来精确控制航天器的姿态
和轨道。
生命保障
超重失重研究可以帮助更好地了解 在太空环境中人体的生理变化，为 宇航员在太空中的生命保障提供支 持。
科学研究
超重失重研究可以帮助科学家更好 地了解宇宙中的物质分布、星体演 化等科学问题。
03
相对论中的失重
当物体在强引力场中时，根据爱因斯坦的相对论效应，物体会出现“引
力质量”减少的现象，从而使得物体所受重力减小，产生失重现象。
量子力学与超重失重现象
量子力学 量子力学是研究物质和能量在极小尺度上的行为的物理学 分支。在量子力学中，物体的位置和能量不再是经典物理 学中的连续值，而是具有量子化的特性。
02
超重与失重的实验验证
实验一：电梯升降实验
总结词
通过实际乘坐电梯，观察和体验超重和失重的感觉，验证了超重和失重的存在。
详细描述
在电梯向上加速和向下减速时，乘客会感到超重，因为需要更大的力量才能保 持站立；而在电梯向下加速和向上减速时，乘客会感到失重，因为身体感觉轻 盈，难以维持平衡。
实验二：蹦极跳实验
用弹簧秤悬挂一物体，在静止状态下读取读数，得到物体的重力。
将物体向上加速或向下减速，观察弹簧秤的读数变化，即可判断物体是否处于超重 或失重状态。
超重与失重的物理模型
模型二：牛顿第二定律法
根据牛顿第二定律，物体受到的合力等于其质量乘以加速度。
当物体向上加速或向下减速时，加速度方向与重力方向相反，物体受到的合力小于重力，即 处于超重状态；反之，当物体向下加速或向上减速时，加速度方向与重力方向相同，物体受 到的合力大于重力，即处于失重状态。
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太空中的失重状态
人在太空中的 失重情况下如何处 理饮食、理发和洗 澡等问题？
实例分析
2003年10月25日，航天员杨利伟在 酒泉卫星发射中心乘坐中国自行设 计的“神州五号”飞船飞向太空。 “ 神 州 五 号 ” 升 空 后 120s ， 逃 逸 塔 与火箭分离，此时飞船离地的高度 为 39km 。 假 设 这 一 阶 段 飞 船 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 杨 利 伟 的 体 重 为 63kg ， 试计算该阶段杨利伟对座椅的压力。
侧面有一个洞的 水瓶里面装满水， 让水瓶做自由落 体运动，水会不 会从洞中射出来？ 为什么？
前节练习1
一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程
中，指针示数变化应是（ D ）
A.先减小，后还原 B.先增加，后还原 C.始终不变 D.先减小，后增加，再还原
阅读：阅读教材第62页的阅读材料 《失重和宇宙开发》
完全失重现象
环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出 任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物 体都处于完全失重状态，飞船内的空间是一 完全失重的空间。
太 空 中 的 失 重 状 态
航天飞机上的两名宇航员在进行交接班。从图中可以看到 上班者仅1根手指即可将下班者“举”离工作岗位。
制造理想的滚珠 制造泡沫金属
小结
a 物体有竖直向上的加速度时，会 发生超重现象；
a 物体有竖直向下的加速度时，会 发生失重现象。
物体的加速度方向竖直向下、且大小为 g
时，会发生完全失重现象。
小结
■ 在地面附近，物体发生超重或失重现 象时，它所受的重力并没有改变。
■ 超重或失重现象与物体运动速度无关。 ■ 物体的加速度在竖直方向上有分量时，
航天飞机中的人和物都
处于完全失重状态。
航天器中的宇航员
g
近地卫星
g0 g
远离地球的卫星
超重和失重现象的应用
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
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。
无法用天平测量物 体的质量
超重和失重现象的应用
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形
实例分析
解：以杨利伟为研究对象，受重力和支 持力。 及 a=2sx/=tV2=0t5.+412ma/ts22
由牛顿第二定律得:
F-G=ma
F=ma+mg
由牛顿第三定律得：F1=F=957.6N
超重和失重现象的应用
人造地球卫星、 宇宙飞船、航天 飞机都绕地球做 圆周运动。所受 的地球引力只改 变物体的速度方 向，不改变速度 大小。
一个人站在医用体重计的
测盘上不动时测得重为G，
当此人突然下蹲时，磅秤的
读数（ B
）
A 先大于G，后小于G
B 先小于G，后大于G
C 大于G
D 小于G
人下蹲过程分析：由静止开始向下运动，速度增 加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速 度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度 向上（超重）。
做一做
也会发生超重或失重现象。
■ 超重与失重问题可归结为： 支持力（或拉力）随物体受力情况、加
速度情况而变化的问题，是支持力（或拉 力）“被动”特点的体现。
日常生活中的超重和失重现象
电梯中的学 问：当电梯从 第一层上升到 第七层（静止） 的过程和从第 七层下降到第 一层的过程中 体重计如何变 化？
日常生活中的超重和失重现象
超重与失重
游乐场运动
思考：人从离开起跳点开始经历了哪些
过程？
蹦极是深受人喜爱的一种 运动，刺激但危险性也大。 曾有人这么形容蹦极时的 感受：随着弹性绳的伸缩， 一忽儿象掉入无底深渊， 整个心脏都仿佛往上提； 一忽儿又好象有一只大手 把人往下压，想抬头都困 难。
游乐场运动
思考：为什么心脏病人不宜乘坐？
超重与失重实例 1. 播放影片神五发射升空 2. 播放人坐电梯的动画
实验推理（一）
根据牛顿第二定律得：
F－mg＝ma F ＝ mg+ma ＝m(g+a) > mg
由牛顿第三定律得:
F ′> G
实验结论
当物体具有向上的加速度时, 物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力)大于物体的重力。
加
F
速 va 上
完全失重现象
加速下降 减速上升
a向下
F合向下
F < mg
失重现象
F = m(g-a)
若a = g，则F = 0
由牛顿第三定律得: F' = 0
当物体对支持面的压力 (或拉力) 等于零时的状态，叫做完全失重 现象。
F
v a=g mg
注意：所谓超重或失重本质上是研 究支持力(或拉力) 与重力大 小的关系。
由牛顿第三定律得: F ′< G
实验结论
当物体具有向下的加速度时, 物体对支持物的 压力(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力。
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 情况称为失重现象。
2. 产生条件：加速度向下
3. 实质：视重小于真重，物体所 受重力并不改变。
升
mg
减 速 aF
下v
降
mg
超重
定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉 力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
产生条件：加速度向上. 实质：视重大于真重，物体所受重力并不改变。
实验推理（二）Fa
下
mg
降
速 上 mg 升
a
根据牛顿第二定律得：mg－F＝ma
F ＝ mg－ma ＝m(g － a) < mg