第四章 6 超重和失重-2022-2023学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

6　超重和失重 [学习目标]　1.了解测量重力的两种方法，知道什么是视重.2.知道什么是超重和失重现象，会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题． 一、重力的测量 1．方法一：利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量m，利用牛顿第二定律可得G＝mg. 2．方法二：利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小． 二、超重和失重 1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力． 2．失重现象 (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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 3．超重现象 (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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 4．完全失重状态 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态． (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下． 1．判断下列说法的正误． (1)超重就是物体受到的重力增加了．(　×　) (2)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了．(　×　) (3)物体处于超重状态时，物体一定在上升．(　×　) (4)物体处于失重状态时，物体可能在上升．(　√　) 2．质量为50 kg的人站在电梯内的水平地板上，当电梯以大小为0.5 m/s2的加速度匀减速上升时，人对电梯地板的压力大小为__________ N(g取10 m/s2)． 答案　475 一、超重和失重的判断 导学探究 如图所示，某人乘坐电梯正在向上运动． (1)电梯启动瞬间加速度沿什么方向？此时人受到的支持力与其重力的大小关系如何？电梯匀速向上运动时，人受到的支持力与其重力的大小关系如何？ (2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度沿什么方向？人受到的支持力与其重力大小关系如何？ (3)以上哪种运动人处于超重状态？哪种运动处于失重状态？ 答案　(1)电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；电梯匀速向上运动时，人受到的合力为零，所以支持力等于重力． (2)减速运动时，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力． (3)向上加速运动时处于超重状态，向上减速运动时处于失重状态． 知识深化 1．对视重的理解 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了． 2．超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 竖直向上或有竖直向上的分量 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a) >mg 向上加速或向下减速 失重 竖直向下或有竖直向下的分量 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 F＝0 自由落体运动、竖直上抛运动 例1　2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是(　　) A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 C．在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了 D．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 答案　A 解析　火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，选项A正确，B错误；宇航员处于完全失重状态时，仍然受重力，选项C错误；飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，选项D错误． 判断超重、失重状态的方法 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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态． 2．从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态． 3．注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关． 针对训练　(2022·枣庄三中高一上月考)某同学站在电梯底板上，如图所示的v－t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)．根据图像提