2011年《随堂优化训练物理》 广东教育版必修一第四章 第六节 超重和失重

(共14张PPT)
第六节
超重和失重
超重现象
1．超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___
___物体重力的现象，物体有向____的加速度．
2．定量分析：N－mg＝ma
所以 N＝m(g＋a)>mg
由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉
力)N′>mg.
大
于
上
失重现象
1．失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)
_____物体重力的现象，物体有向___的加速度．N＝G－ma 或
T＝G－ma.
2．定量分析：mg－N＝ma
所以 N＝m(g－a)由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉
力)N′小于
下
小王手提着弹簧测力计走进电梯，弹簧测力计上挂着两
个标有“50 g”的砝码．当电梯开动后，细心的小王发现测力计的
示数由 0.9 N 变成 1.2 N，最后指针落到“1 N”处．
同学们能不能从以上信息中得出电梯的运动过程？
合外力向上，
处于超重状态．最后阶段弹簧测力计示数等于
砝码所受的重力，说明这时候电梯停止运动．
根据上面分析，符合以上要求的运动过程应该是：由静止
加速下落，然后减速，最后回到静止．
答案：弹簧测力计上挂着两个质量为 50 g 的砝码，共重 1 N，
当小王留意到弹簧测力计时，示数是 0.9 N，砝码受到的拉力小
于重力，合外力向下，处于失重状态．同理，砝码在第二阶段
完全失重
1．完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___
____零时(填“等于”、“大于”或“小于”)，物体有向下的加速
度为___的现象．N＝0 或 T＝0.
2．定量分析：mg－N＝ma＝mg
所以 N＝0
由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力(或对悬挂物的
拉力)N′＝0.
等
于
g
特征
状态 加速度 视重(F)与
重力关系 运动情况 受力图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速
直线运动
超重 向上 F＝m(g＋a)
>mg 向上加速，
向下减速
失重 向下 F＝m(g－a)
向上减速
超重、失重的比较
完全
失重
a＝g
F＝0
抛体，正常
运行的卫星
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状态分析，并画出示意
图．
3．确定加速度方向．这是处理超重和失重问题的关键，只
要加速度向上，就属于超重，只要加速度向下，就属于失重，
与物体的运动方向无关．
4．根据牛顿第二定律列方程求解．列方程时，一般选加速
度的方向为正方向．
超重与失重的计算
[例 1]质量是 60 kg 的人站在升降机中的体重计上，当升降
机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g 取 10 m/s2)
(1)升降机以 4 m/s2 的加速度加速上升；
(2)升降机以 5 m/s2 的加速度加速下降．
思路点拨：根据各种运动状态，利用牛顿第二定律求出合
力方向解答．
解：人站在升降机中的体重计上受力情况如图 4－6－1 所
示．
图 4－6－1
(1)当升降机以 4 m/s2 的加速度加速上升时，根据牛顿第二
定律，有 FN－G＝ma
FN＝G＋ma＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N
此时体重计的示数为 840 N，大于人受到的重力 600 N，人
处于超重状态．
(2)当升降机以 5 m/s2 的加速度加速下降时，据牛顿第二定
律可得 mg－FN＝ma
所以 FN＝mg－ma＝m(g－a)＝60×(10－5) N＝300 N
此时体重计的示数为 300 N，小于人本身的重力，人处于失
重状态．
1．一个质量为 50 kg 的人，站在竖直向上运动着的升降机
地板上．他看到升降机内挂着重物的弹簧测力计的示数为 40 N．
已知弹簧测力计下挂着的物体的重力为 50 N，g 取 10 m/s2，则
)
B
人对地板的压力为(
A．大于 500 N
C．等于 500 N
B．小于 500 N
D．上述说法均不对
解析：弹簧测力计示数小于物体重力，说明出现失重现象，
所以压力小于重力．
超重与失重的判断
[例 2](双选)在一升降机内，一人站在体重计上，发现自己
的体重减小了 20%，于是他作出了下列判断，你认为正确的是
(
)
A．升降机以 0.8 g 的加速度加速上升
B．升降机以 0.2 g 的加速度加速下降
C．升降机以 0.2 g 的加速度减速上升
D．升降机以 0.8 g 的加速度减速下降
答案：BC
思路点拨：对人受力分析如图 4－6－2 所示．
图 4－6－2
2．(双选)下列实例属于超重现象的是(
)
BD
A．汽车驶过拱形桥顶端
B．荡秋千的小孩通过最低点
C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动
D．火箭点火后加速升空
解析：物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态，故
选 B、D.