第四章運(yùn)動和力的關(guān)系第六節(jié)超重和失重站在體重計上向下蹲，你會發(fā)現(xiàn)，在下蹲的過程中，體重計的示數(shù)先變小，后變大，再變小。當(dāng)人靜止后，保持某一數(shù)值不變。這是為什么呢？課堂引入一、重力的測量1.先測物體的重力加速度g2.用天平測物體的質(zhì)量3.由牛頓第二定律求重力測量方法一：G=mg一、重力的測量測量方法二：

將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。這時物體所受的重力和測力計對物體的拉力或支持力的大小相等，測力計的示數(shù)反映了物體所受的重力大小。這是測量重力最常用的方法。人站在體重計上向下蹲的過程中，為什么體重計的示數(shù)會變化呢？一、重力的測量問題與思考：CGF1視重:測力計的示數(shù)反映了物體對支撐物的壓力或?qū)覓煳锏睦?，稱為視重。依據(jù)：牛頓第三定律實(shí)重:物體實(shí)際的重力大小。結(jié)論:靜止或勻速狀態(tài)下，視重=實(shí)重。二、超重和失重什么情況下視重與視重不相等呢？如圖所示，選取人為研究對象。人體受到重力mg和體重計對人的支持力FN，這兩個力的共同作用使人在下蹲的過程中，先后經(jīng)歷加速、減速和靜止三個階段。二、超重和失重設(shè)豎直向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。人加速向下運(yùn)動的過程中(如圖)，根據(jù)牛頓第二定律，有即體重計的示數(shù)所反映的視重（力）小于人所受的（實(shí)重）重力。二、超重和失重mg－FN=maFN=m（g－a）<mg失重：物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作失重（weightlessness）現(xiàn)象。特征：物體加速度向下，視重變小，實(shí)重不變。二、超重和失重舉例：人減速向下運(yùn)動的過程中加速度方向與運(yùn)動方向相反，有此時，體重計的示數(shù)（視重）大于人受到的（實(shí)重）重力。二、超重和失重mg－FN=－maFN=m（g+a）>mg超重：物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作超重（overweight）現(xiàn)象。特征：物體加速度向上，視重變大，實(shí)重不變。二、超重和失重舉例：1.超重與失重現(xiàn)象僅僅是一種表象，所謂超重與失重，只是拉力(或支持力)的增大或減小，是“視重”的改變。超重與失重的本質(zhì)：2.無論是超重還是失重，物體所受的重力都沒有變化。二、超重和失重a方向向上——超重加速上升減速下降a方向向下——失重加速下降減速上升思考：以下情況那種物體處于超重？那種處于失重呢？二、超重和失重類型v方向a方向現(xiàn)象加速上升減速上升加速下降減速下降向上向上向下向下向上向下向下向上超重失重超重失重二、超重和失重人站在力傳感器上完成下蹲動作。觀察計算機(jī)采集的圖線。分析力傳感器上的人“下蹲”“站起”兩個過程中超重和失重的情況。思考與討論1：二、超重和失重人站在體重計上，既不下蹲也不站起，體重計的示數(shù)一定不變嗎？思考與討論2：二、超重和失重在電梯里放一臺體重計，人站在體重計上，觀察電梯啟動、制動和運(yùn)行過程中體重計的示數(shù)的變化。做一做：例題：設(shè)某人的質(zhì)量為60kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，當(dāng)電梯以0.25m/s2

的加速度勻加速上升時，求人對電梯的壓力。g取9.8m/s2。【分析

】人站在電梯內(nèi)的水平地板上，隨電梯上升過程中受到兩個力的作用：重力mg

和地板的支持力

FN，受力分析如圖4.6-6所示。三、教材例題【解析】設(shè)豎直向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。根據(jù)牛頓第二定律，有FN－mg＝maFN

＝m（g＋a）＝60×（9.8＋0.25）N＝603N根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯地板的壓力

FN′為FN

＝－FN

＝－603N人對電梯的壓力大小為603N，方向豎直向下。三、教材例題vaFNmg思考：當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g豎直加速下降時，物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦κ嵌嗌?？由FN=m(g–a)得：FN=0

完全失重：當(dāng)加速度

a=g時，物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀榱愕默F(xiàn)象。四、完全失重可以舉一些生活中的例子嗎？應(yīng)用1：裝滿水的有孔瓶子自由下落時，瓶子中的水是否噴出？當(dāng)瓶子自由下落時，瓶子中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒有壓力，故水不會噴出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。四、完全失重應(yīng)用2：天空之塔超失重體驗(yàn)0應(yīng)用3：在航天飛機(jī)中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用！彈簧測力計無法測量物體的重力無法用天平測量物體的質(zhì)量四、完全失重但仍能測量拉力或壓力的大小.四、完全失重航天器在太空軌道上繞地球或其他天體運(yùn)行時，航天將處于完全失重狀態(tài)。完全失重時，物體將飄器內(nèi)的物浮在空中，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮，走路時稍有不慎，將會“上不著天，下不著地”……超重和失重現(xiàn)象在實(shí)際中還有許多，請你通過讀書、上網(wǎng)、請教專業(yè)人員等多種途徑進(jìn)一步學(xué)習(xí)和了解。課堂小結(jié)重力測量超重失重完全失重公式法：G＝mg平衡條件：F＝mg視重>實(shí)重加速度a向上視重<實(shí)重加速度a向下視重為零條件：a=g【典例1】2022年3月23日，在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的中國空間站內(nèi)，航天員王亞平觀察到北京冬奧會吉祥物“冰墩墩”被拋出后近似做勻速直線運(yùn)動，不計空氣阻力。則剛拋出后（

）A．“冰墩墩”不受外力B．“冰墩墩”的合外力為零C．“冰墩墩”處于完全失重狀態(tài)D．該運(yùn)動過程可以用來驗(yàn)證牛頓第一定典例分析【參考答案】C【典例2】如圖甲所示，質(zhì)量為m=60kg的同學(xué)，雙手抓住單杠做引體向上，他的重心的速率隨時間變化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2，由圖像可知（）A．t=0.5s時，他的加速度為3m/s2B．t=0.4s時，他處于超重狀態(tài)C．t=1.5s時，他處于超重狀態(tài)D．t=1.1s時，他受到單杠的作用力的大小是620N典例分析【參考答案】B【典例3】(多選)炎熱的夏季，有一種網(wǎng)紅水上娛樂項(xiàng)目“水上飛人”十分火爆，其原理是借助腳下的噴水裝置產(chǎn)生向上的反沖動力，讓人騰空而起或平衡或變速運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．水對裝置向上的反沖動力大于裝置對水向下的壓力B．人懸空靜止時，既不是超重現(xiàn)象，也不是失重現(xiàn)象C．整體向上減速運(yùn)動是超重現(xiàn)象D．人懸空靜止時，水的反沖動力等于人與裝置的重力典例分析【參考答案】BD【典例4】小明站在裝有力傳感器的臺秤上，完成下蹲、起立動作。計算機(jī)采集到的力傳感器示數(shù)隨時間變化情況如圖所示。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)時刻，小明向下的速度最大B．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)時刻，小明向下的加速度最大C．b點(diǎn)對應(yīng)時刻，小明處于超重狀態(tài)D．圖示時間內(nèi)，小明完成了兩次下蹲和兩次起立典例分析【參考答案】A【典例5】（2022·江蘇·海安高級中學(xué)高一期中）“反向蹦極”如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，拉長后將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的力傳感器相連，傳感器示數(shù)為1400N。打開扣環(huán)，從A點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，經(jīng)B點(diǎn)上升到最高位置C點(diǎn)，在B點(diǎn)時速度最大。人與裝備的總質(zhì)量為70