第6节 超重和失重（教师版）-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019必修第一册 ）

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知识精讲
第6节 超重和失重
课程标准 课标解读
1．知道常用的测量重力的方法。
2．了解超重和失重的含义，认识超重和
失重现象。
3．能运用牛顿运动定律分析求解超重、
失重问题。
1、通过体验或者实验，认识超重和失重现象。
2、通过在电梯里观察体重计示数或其他方式发现超重
和失重现象产生的条件，并应用牛顿运动定律分析超
重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现
象的本质，培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问
题并提出问题的能力。
3、通过查阅资料、分享和交流，了解超重和失重现象
在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现
象，培养学生用科学知识解释生活现象的能力，激发
学生的学习热情和兴趣，形成良好的科学态度与责
任。
知识点 01 基本概念
1..实重和视重
(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关 .
(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将 不等于物体的重力.此时
弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.
2.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：物体具有向上的加速度.
3.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：物体具有向下的加速度.
4.完全失重
(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象.
(2)产生条件：物体的加速度 a＝g，方向竖直向下.
【即学即练 1】质量为 60 kg 的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为 5 m/s2，则体
重计的读数应为(g＝10 m/s2)(　　)
A．60 kg　　　　　　　　　　 B．90 kg
C．65 kg D．30 kg
【答案】B.
【解析】：当电梯静止时体重计示数为 mg，所以此时体重计读数为：F1＝60×10 N＝600 N.当电梯以 5 m/s2的加
速度向上做匀加速运动时，对人根据牛顿第二定律，得：F2－mg＝ma，得：F2＝m(g＋a)＝60×(5＋10) N＝900
N．由牛顿第三定律得知，人对体重计的压力大小为 F′2＝F2＝900 N．则显示人的质量为：m＝ kg＝90 kg.
知识点 02 判断超重和失重的方法
(1)从受力的角度判断
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零
时，物体处于完全失重状态.
(2)从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等
于重力加速度时，物体处于完全失重状态.
特征状态 加速度 视重(
F
)与重力关系 运动情况 受力示意图
平衡
a
＝0
F
＝
mg
静止或匀速
直线运动
超重 向上 由
F
－
mg
＝
ma
得
F
＝
m
(
g
＋
a
)>
mg
向上加速
或向下减速
失重 向下 由
mg
－
F
＝
ma
得
F
＝
m
(
g
－
a
)<
mg
向下加速
或向上减速
完全失重
a
＝
g
由
mg
－
F
＝
ma
得
F
＝0 自由落体运
动，抛体运动
【即学即练 2】下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是(　　)
A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态
B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态
C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态
D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
【答案】B.
【解析】：电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故 A错误；电梯正在加速下降，
加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故 B正确；举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于平衡状
态，故 C错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人的加速度方向为水平方向，故人不超重也不失重，故 D
错误．
知识点 03 对超重和失重现象的理解
(1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力 (或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小
了).
(2)物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关.
(3)物体超重或失重多少由物体的质量 m和竖直加速度 a共同决定，其大小等于 ma.
(4)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力
作用、液柱不再产生压强等.
【即学即练 3】(多选)在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数
为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重力
C.电梯一定在竖直向下运动
D.电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
【答案】BD
【解析】晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变
小了，而晓敏的重力没有改变，A错误，B正确；人处于失重状态，加速度向下，可能向上减速运动，也可能向
下加速运动，C错误；以竖直向下为正方向，有：
mg
－
F
＝
ma
，即 50
g
－40
g
＝50
a
，解得
a
＝，方向竖直向下，D
正确.
【即学即练 4】近日，14 岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14 届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图
所示，在女子 跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为 ，竖直入水后到速度减为零的运动
时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为 ，重力加速度大小为
，则（　　）
A．全红婵在空中运动的时间为
B．入水后全红婵受到水的阻力为
C．入水后全红婵处于失重状态
D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态
【答案】B
【详解】A．向上为正方向，则根据
即
解得
t=2s
即全红婵在空中运动的时间为2s，选项 A错误；
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