高中物理《超重与失重》一对一教案

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优佳教育高中物理学生辅导讲义

超重与失重

超重现象

1定义

物体对悬挂的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。

2产生条件

物体具有向上的加速度，与物体速度的大小和方向无关。

3产生原因

当物体具有向上的加速度a（向上加速运动或向下减速运动）时，设支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为T。由牛顿第二定律可得T-G=ma，所以T=ma+G>G。有牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）T’>G。

4实质

物体处于超重状态时，物体的重力并没有发生改变，只是因为竖直方向上有向上的加速度，物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）相对平衡状态时增大了，出现了“视重”大于“实重”的现象。

典型例题：一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一条质量为1kg的鱼，弹簧测力计的读数为

12N，该人的体重为750N，则人对升降机地板的压力大小为（g取10m/s2）（）

A、750N

B、762N

C、900N

D、912N

失重现象

1定义

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。

2产生条件

物体具有向下的加速度，与物体速度的大小和方向无关。

3产生原因

当物体具有向下的加速度a（向上加速运动或向下减速运动）时，设支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）为T。由牛顿第二定律可得G-T=ma，所以T=G-ma。有牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）T’

4实质

物体处于失重状态时，物体的重力并没有发生变化，只是因为竖直方向上有了向下的加速度，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）相对于平衡状态时减小了，出现了“视重”小于“实重”的现象。5完全失重现象

（1）完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这种情况称为完全失重现象。

（2）产生条件：当物体竖直向下的加速度a=g时，就产生完全失重现象。

（3）完全失重对仪器的影响：在完全失重的环境内，一切根据重力原理制作的仪器（如天平、密度计、水银气压计、单摆等）均无法正常工作，但是与重力无关的仪器仍可使用，如弹簧测力计可测拉力大小（但无法测量重力大小）、温度计可以测温度等。

典型例题：质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机以2m/s2的加速度匀加速下降时，

体重计的示数是多少？（g取10m/s2）

相关练习：如图所示，一个盛水容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器

在下述运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）

A、容器自由下落时，小孔向下漏水

B、将容器竖直向上抛出，容器向上运动时小孔向下漏水；

容器向下运动时，小孔不向下漏水

C、将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水

D、将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水

超重失重的理解与判断

1对超重与失重的理解

（1）超重与失重现象，仅仅是一种表象，只是拉力（或压力）的增大或减小，是视重发生了改变。（2）无论超重和失重，物体本身的重力并不随其运动状态的变化而变化。

（3）在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，如浸在水中的物体不再受浮力，液体柱不再产生向下的压强，物体对桌面无压力等。

（4）超重和失重现象，仅与加速度有关，而与速度无关。当加速度向下时，物体处于失重状态；当加速度向上时，物体处于超重状态。

2超重和失重现象的运动学特征

（1）物体在竖直方向上运动，其加速度不为零。

①物体做竖直向上的加速运动或竖直向下的减速运动，即物体的加速度方向竖直向上，则物体处于超重状态；

②物体做竖直向下的加速运动或竖直向上的减速运动，即物体的加速度方向竖直向下，则物体处于失重状态。

（2）物体不在竖直方向上运动，但加速度在竖直方向上有分量，即a y≠0。

①当a y的方向向上时，物体处于超重状态；

②当a y的方向向下时，物体处于失重状态。

3超重和失重的力学特征

超重和失重是指物体的视重与实重之间的差别。在平衡状态下，物体的视重与实重是相等的，但当物体在竖直方向上有加速度时，就会出现视重与实重不相等的现象。

（1）超重的力学特征是物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体的重力；

（2）失重的力学特征是物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体的重力。

典型例题：1.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

2.（多选）图甲为弹簧高跷，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后。人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示。不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A、人向上弹起的过程中，一直处于超重状态

B、人向上弹起的过程中，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力

C、弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力

D、从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动

巩固提高

1.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。下列各种情况中，体重计的示数最大的是（）

A、电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2

B、电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2

C、电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2

D、电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2

2.如图所示，A、B两物块叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）

A、在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B、上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

C、下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D、在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

3.（多选）“蹦极”是一项非常刺激的运动。如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力，人在从P点落下到最低点c的过程中（）

A、人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态

B、在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

C、在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

D、在c点，人的速度为零，其加速度为零