19超重和失重

以属于超重现象。
mg
α 向上 视重>重力 超重现象
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（3）人静止时，受力分析如图： FN 根据二力平衡的原理： F N ＝ mg mg
人站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后变大，再 变小，最后保持不变。
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思考与讨论：图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站 起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。请你分析力传感器上 的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。
F/N 1000
500
下蹲过程
F/N 1000 下蹲、站起两个过程
500
0 2 4 6 8 t/s
0 2 4 6 8 t/s
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起立时先超重后失重，F先大于500N，后 小于500N；
下蹲时，先失重后超重，F先小于500N， 后大于500N；
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思考讨论：人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。 那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的 示数就不会变吗？
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二、超重和失重 1.超重：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（视重>实重）。 2.失重：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（视重<实重）。 思考讨论：人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示 数会变化呢？
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分析：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。
示数是多少？
解：对人进行受力分析设竖直向下方向
FN
为坐标轴正方向
牛顿第二定律得：mg-FN=ma 因为自由下落所以：a=g 代入得：FN=0
v a=g mg
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根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力FN′为： FN′＝－FN＝0 台秤的示数是0。
当物体向下的加速度a=g时，物体对支持物的压力（或对悬 挂物的拉力）将等于零，这种状态称为完全失重现象。
FN av
mg－FN＝ma mg
FN＝m（g－a）<mg 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力，所
以属于失重现象。 α 向下
视重<重力 失重现象
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（2）人减速向下运动
如图所示：加速度方向与运动方向相反，有 FN
mg－FN＝－ma
FN＝m（g＋a）>mg 此时，体重计的示数大于人受到的重力。所 a v
根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力
FN大小相等，方向相反。 FN
解析：选取人为研究对象。人体受到重力mg和体
重计对人的支持力FN，这两个力的共同作用使人在
v
下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个
阶段。 mg
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（1）人加速向下运动 设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示 根据牛顿第二定律，有
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三、完全失重
1、完全失重：如果人在加速下降的过程中加速度a=g，那么，体重计的
示数为0。这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，这种现象
被叫作完全失重状态。
航天器在太空轨道上绕
地球或其他天体运行时，航
天器内的物体将处于完全失
重状态。
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【例题】已知人的质量为50kg，若该人和电梯一起自由下落，台秤的
超重和失重
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做一做：用手迅速向上提起重物观察秤的示数， 当物体静止后观察秤的示数，你发现示数相同吗？这 是为什么呢？
示数不相同，用手迅速向上提起重物时示数较大。
这一现象就与我们今天要学习的超重和失重现象有关。
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一、重力的测量 1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力G=mg（实重）。 2.重力的称量 （1）视重：测量仪器显示的读数，是指物体对台秤的压力或对 弹簧秤的拉力。 （2）测量重力常用的两种方法
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这个结果说明 （1）当人与电梯共同向上加速或向下减速运动时，FN>G，人对 电梯的压力将大于人所受的重力，出现超重现象。 （2）当人与电梯共同加速下降或减速上升时，FN<G，人对电梯 的压力将小于人的重力，出现失重现象。
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处理这类问题的一般思路: 1、确定研究对象； 2、对研究对象进行受力分析并规定正方向； 3、根据牛顿第二定律列出方程或方程组； 4、求解方程，并对结果做必要说明。
一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平。
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测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。 另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。 根据二力平衡的原理：物体受到的重力G=台秤对物体的支持 力F；根据牛顿第三定律：物体对台秤的压力F'和台秤对物体的支 持力F是一对作用力和反作用力。因此物体的重力G=物体对台秤的 压力F'（数值上）这是测量重力最常用的方法。
电梯减速下降
超重现象
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FN av
mg 电梯加速下降
FN av
mg 电梯减速上升
体重计示数变小， 属于矢重现象。
α向下 视重<重力 失重现象
电梯匀速运行过程中（a=0）： F N ＝ mg
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【例题】设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/s2 。
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站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，但如果把体重计 放在加速下降或上升的电梯中，体重计上的示数就会变化。
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做一做：在电梯地板上放一台体重计。站在体重计上，观察电梯
启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。
FN
FN
体重计示数变大，
av mg
av mg
属于超重现象。 α向上 视重>重力
电梯加速Baidu Nhomakorabea升
分析：人站在电梯内的水平地板上，随 电梯上升过程中受到两个力的作用：重 力mg和地板的支持力FN，受力分析如图 所示。
FN
va mg
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解: 设竖直向上方向为坐标轴正方向。 根据牛顿第二定律，有 FN－mg＝ma FN＝m（g＋a）＝ 60×（9.8＋0.25）N＝603N 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力FN′为 FN＝－FN＝－603N 人对电梯的压力大小为603N，方向竖直向下。
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针对练习：电梯里有一台秤，台秤上放一个质量为m=10kg的物体，当 电梯静止时，台秤的示数是多少？当电梯以大小为3m/s2的加速度匀 减速上升时，台秤的示数又是多少？（g=10m/s2）
参考答案：当电梯静止时，台称的示数为100N，当电梯以 大小为3m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数是70N。