超重和失重力学单位
超重和失重
• 失重： （1）运动学特征：a向下； （2）动力学特征： F G ma
F G ma G
超重和失重实验
• 下蹲过程 体重计的示数变小 失重 • 起立过程 体重计的示数变大 超重
思考
• 如果电梯以大小等于g的加速度匀加速下 降，人对体重计的压力又会怎样？体重计 的示数如何变化？
3. 如图所示， m1 和 m2 是叠放在一起的两木 块，现将它们一起以初速度 v 斜向上抛出 ，不考虑空气阻力，抛出后m2的受力情况 是 A.只受重力 B.受重力和m1的压力作用 C.受重力、m1的压力和摩擦力作用 D.所受合力的方向与初速度方向一致
4.竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹 簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个 质量m = 4kg的物体，试分析下列情况下电梯 的运动情况(g取10 m/s2 )： (1)当弹簧秤的示数T1 = 40N，且保持不变。 (2)当弹簧秤的示数T2 = 32N，且保持不变。 (3)当弹簧秤的示数T3 = 44N，且保持不变。
G
F G F G 0
G
F G F G 0
G
F G F G 0
G
F G F G 0
G
速度方向 加速度方向 超重失重
无 无 无
向上 向上 超重
向上 向下 失重
向下 向下 失重
向下 向上 超重
第四章运动和力的关系知识梳理高一物理
第四章运动和力的关系知识梳理
第1节牛顿第一定理
一、牛顿第一定律
1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律。
2.意义：
(1)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系；
(2)牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；
(3)牛顿第一定律揭示了物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
二、惯性
1.定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也被叫做惯性定律。
2.特点：
(1)惯性是物体的固有属性，不是外界强加给它的；
(2)一切物体都具有惯性。
3.惯性的“三性”
4.惯性的具体表现形式
(1)当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。
(2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态越难改变。
第2节实验：探究加速度与力、质量的关系
1.实验方法：控制变量法
2.实验思路：本实验有三个需要测量的量：物体的质量M 、物体所受的作用力F 和物体的加速度a 。测出它们的值，分析数据，得出结论。 (1)质量M ：用天平测量。 (2)测量物体的加速度a
方案一：利用打点计时器打出的纸带测量小车的加速度a 。 “逐差法”求解加速度：Δx ＝aT 2，x m －x n ＝(m －n )aT 2(m >n )
方案二：
让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x ＝12at 2知x 1x 2＝a 1
超重与失重
的变化而变化。
2.超重和失重的概念
(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情况称为超重现象。 (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情况称为失重现象。 (3)完全失重：物体对支持物的压力或对悬 挂物的拉力为零的情况称为完全失重现象。 (4)微重力状态：接近完全失重的状态。
电梯2
知识网络
FN mg ， 平衡：a＝0，
静止 匀速直线运动 向上加速 向下减速
FN mg 超重：a向上，FN m g ， a m mg FN 失重：a向下，FN m g ， a m
向上减速
向下加速
对超重与失重的理解
(1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力并没
有发生变化。 (2)物体处于失重还是超重状态，与物体的速度大小、 速度方向无关，只决定于物体的加速度方向：加速度方向 向上则超重，加速度方向向下则失重。 (3)物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方
向上有分量，即ay≠0，就存在超重、失重现象。当ay方向
竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时， 物体处于失重状态。
1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是 A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于失重状态时，其重力减小了
( D )
C．物体处于超重或失重状态时，其质量发生了改变 D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重
高三物理超重与失重
在弹簧秤的示数上，称为物体的视重。
图1
2、超重现象 ⑴定义（力学特征）：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情况叫超重现象 ⑵产生原因（运动学特征）：
物体具有竖直向上的加速度。
由牛顿第二定律不难判断：当图1中的升降机做变速 运动,有竖直向上的加速度a时(加速上升或减速下降)
由F－mg=ma得 F=m(g+a)＞mg 在此条件下，系统处于超重状态；
B．水将不再从孔中喷出
C．水以更大的速率喷出
D．水以较小的速率喷出
032.上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测 5 5.如图所示，杯里盛有水，一木块浸在水中露出水
面的体积为V。现使整个装置一起在竖直方向上作
加速运动，此时木块露出水面的体积为V′，则下面 说法中正确的是 ( C) A．加速上升时，V＞V′。 B．加速下降时，V＞V′。
4、完全失重现象—失重的特殊情况 ⑴定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等 于零的情况（即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互 作用）。 ⑵产生原因： 物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力 作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。 当图1中的升降机做变速运动，有竖直向下的加速度a 且a=g时，视重将为F=0 在此条件下，系统处于完全失重状态。
的心已经漏掉了许多拍。本来，他为竭力掩饰自己的失态，口不对心地找些无关紧要的闲话，可是张口的壹句话居然是：“这弹琴的， 可是年家丫鬟？”还好，忍住了没有将“玉盈”两字说出口，这年家大丫鬟的闺名，岂是容得壹个男人随便出说口的？年老爷壹直都在 紧张而恭敬地待客，早就是自顾不暇，哪儿还可能觉察出王爷的失态？听到王爷提及凝儿的琴曲，只顾得慌忙应承道：“确是小女，才 疏艺浅，怕是会污了王爷的耳目。”第壹卷 第二十六章 琴瑟王爷壹听，果然是年丫鬟！玉盈姑娘，你真的是有无穷的惊喜在等待着 本王！虽然他的心中纵有千般心慌意乱，表面上仍是壹副面不改色心不跳的样子，随口恭维了壹句：“此曲只应天上有，有幸听闻，荣 幸之至。”为了尽快转移话题，还不待年总督回答，他随眼瞟到年二公子腰间系的荷包，赶快随口没话找话地打趣道：“亮工的荷包可 是别具特色啊！少见这种样式呢”年二爷听王爷如此夸赞，高兴地脱口而出：“这也是妹子做的。我嫡妻亡故，妾室身体不愈，这些事 情就全劳烦妹子了。”本来只是为了转移话题，哪里想又提到了妹子，王爷只觉得没有办法继续再坐下去，心如撞兔般乱得不行，胡乱 说了两句，便起身告辞。年府上下赶快又是起身相送，又是安排牵马拉车的，忙乱壹番。待出了年府，眼见身后跪了壹家子相送的人， 他本来是想到府外，壹个人继续欣赏那美妙的琴声，但当着那忽拉拉跪倒壹片的年家老少，全都恭候他上马启程的样子，无奈之中，他 只得悻悻而归。只是，那悠场的琴音，真如绕梁三日不绝于耳，搅得王爷坐卧不安。已经过去壹天了，那琴声犹如绵绵不尽地倾诉着心 事，回荡在他的脑海。他是精通音律之人，能让他如此欣赏，琴艺绝对是非常高超。无论是宫中还是民间，能有年丫鬟这般水平的，真 是掰着手指头都能数得过来。他在暗想着。他也知道，年丫鬟琴艺的高妙之处不在于技法有多么的娴熟，而是融入了她自己的感受，她 是用心在弹奏，用心在表达。有很多艺人，单从指法技艺上来讲，都是强过她的，但是，这些人，根本都是在应付差事，不管是民间堂 会还是进宫献艺，他们只是将琴艺作为养家糊口的工具而已。而她不同，她在琴艺中，倾注了自己的全部心意，注入了全部的感情，她 是在用琴诉说。壹天之中，竟是这么多次想到那美妙的琴音，这让他很是不自在。他是壹个严谨自律、办事认真、壹丝不苟、自有主张 的人，不会被旁心杂念牵扯羁绊，因此，他强迫自己忘掉那萦绕心间、绵绵不断的琴音。可是，这哪里他能够自己就强迫了的事情？特 别是随着夜幕的来临，这种情绪愈发地强烈起来。无奈，他唤上秦顺儿，牵过马来，直奔年府，只是这壹次，他并没有传口信
超重和失重.
解析
在3～4 s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先
处于失重状态后处于超重状态；在6～7 s起立过程中，先向上 加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选
项A、C、D错误，B正确．
答案 B
4．(2011·北京卷，18)(单选)“蹦极”就是跳跃者把一端固 定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种 极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间 t变化的情况如图所示，将蹦极过程视为在竖直方向上的运 动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中的最大加 速度约为( )． A．g B．2g C．3g D．4g
单位制的应用
1、简化计算
只要我们将题目中的已知量的单位都用国际单位 制表示出来，计算的结果也是国际单位制表示的。因 此：在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量 的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了。
2、检验公式或答案的正确性
课堂练习
1、在国际单位制中，下列属于基本单位的是（ B C ）
A、cm
完全失重现象
１、视重=0 自由落体运动
2、条件： 加速度a=g(方向向下）
３、定义：物体对支持物的压力（或对 悬挂物的拉力）为零的情况称为完全失 重现象。
太空中的失重现象
太空中的失重现象
小结
超重的条件：a方向向上
失重的条件：a方向向下
第二讲两类动力学问题超重和失重
一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所 示，则( )
A．t3时刻火箭距地面最远 B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落 C．t1～t2的时间内，火箭处于失重状态 D．0～t3的时间内，火箭始终处于失重状态 解析： 由速度图象可知，在0～t3内速度始终大于零，表明这段时 间内火箭一直在上升，t3时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，离 地面最远，A正确，B错误．t1～t2的时间内，火箭在加速上升，具有向 上的加速度，火箭应处于超重状态，而在t2～t3时间内火箭在减速上升， 具有向下的加速度，火箭处于失重状态，故C、D错误． 答案： A
D．400 m
解析： 当驾驶员的反应时间最长、路面的摩擦因数最小时对应的 最长距离是安全距离．v＝120 km/h＝33.3 m/s，反应时间t＝0.6 s内位移 x1约为20 m；又μmg＝ma、a＝3.2 m/s2，x2＝v2/2a＝173 m；x＝x1＋x2＝ 193 m.
答案： B
5.如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后 停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连 接．下图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力 大小和路程．其中正确的是( )
一、对超重和失重的进一步理解 1．不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重” 改变． 2．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度 的大小和方向没有关系，下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.
超重和失重(解析版)--动力学中的九类常见问题
动力学中的九类常见问题
超重和失重
【知识精讲】
1.重力与视重
(1)重力：物体所受重力不会因物体运动状态的改变而改变。
(2)视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，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。
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：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态。
(2)产生条件：a=g，且方向竖直向下。
【方法归纳】
1.超重和失重的理解与判断
(1)当视重与物体的重力不同时，即发生了超重或失重现象。
(2)判断物体超重与失重的方法
①从受力的角度判断：
超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力。
失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力。
②从加速度的角度判断：
当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，处于超重状态。
当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，处于失重状态。
[特别提醒] (1)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如单摆停止摆动、液体对器壁没有压强、浸在液体中的物体不受浮力等。工作原理与重力有关的仪器也不能再使用，如
天平、液体气压计等。
(2)超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。
2.解决超重、失重问题的基本方法
(1)明确研究对象，进行受力分析。
第四讲 两类动力学问题 超重和失重
第四讲两类动力学问题超重和失重
基础知识归纳
1、超重与失重和完全失重
（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：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的_示数称为视重，视重的大小等于弹簧测力计所受物体的_ 拉力_或台秤所受物体的压力。（2）超重、失重和完全失重的比较
现象实质
超重
物体对支持物的压力或对悬挂物的
拉力大于自身重力的现象
系统具有竖直向上的加速度或加速
度有竖直向上的分量
失重
物体对支持物的压力或对悬挂物的
拉力小于自身重力的现象
系统具有竖直向下的加速度或加速
度有竖直向下的分量
完全失重
物体对支持物的压力或对悬挂物的
拉力等于零的现象
系统具有竖直向下的加速度，且a
＝g
①当物体处于超重和失重状态时，物体所受的重力并没有变化.
②物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是向下.
③当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度效果，不再产生其他效果.
④处于超重和失重状态下的液体浮力公式分别为F浮＝ρV排(g＋a)或F浮＝ρV排(g－a)，处于完全失重状态下的液体F浮＝0，即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力.
2、连接体问题
（1）连接体
两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体，在我们运用牛顿运动定律解答力学问题中常会遇到.
（2）解连接体问题的基本方法
整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的内力.
隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析.
超重和失重
自主学习回顾
核心要点突破
热考题型突破
随堂专项演练
易错易混分析
限时规范训练
(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间是多少？ (2)试求飞机下降离地 4 500 m 时发动机的推力． v0 v2 0 解析：(1)上升时间 t 上＝ ＝20 s，上升高度 h 上＝ ＝2 000 m，此阶段处于 g 2g 完全失重状态．飞机下降阶段，当速度达到 v1＝350 m/s 时，下落高度 h
自主学习回顾
核心要点突破
热考题型突破
随堂专项演练
易错易混分析
限时规范训练
3．为了使航天员适应失重环境，要对航天员进行失重训练，目前国际上的失重 ．为了使航天员适应失重环境，要对航天员进行失重训练， 训练有两种方法：失重飞机训练和失重水槽训练， 训练有两种方法：失重飞机训练和失重水槽训练，失重飞机训练可采用如下 方法：航天员乘坐质量为 × 的客机， 的速度沿30° 方法：航天员乘坐质量为5×104 kg的客机，以200 m/s的速度沿 °倾角直线 的客机 的速度沿 爬升到7 高空后竖直向上拉起， 爬升到 000 m高空后竖直向上拉起，沿竖直方向以 高空后竖直向上拉起 沿竖直方向以200 m/s的初速度向上做匀 的初速度向上做匀 减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿 减速直线运动，匀减速的加速度为 ，当飞机到最高点后立即掉头向下， 竖直方向以加速度g做匀加速运动，在这段时间内可以创造出完全失重状态， 竖直方向以加速度 做匀加速运动，在这段时间内可以创造出完全失重状态， 做匀加速运动 当飞机离地2 000 m高时为了保证安全必须拉 当飞机离地 高时为了保证安全必须拉 所示． 起，如图3－2－2所示．若飞机飞行时所受的 如图 － － 所示 空气阻力f＝ 空气阻力 ＝kv(k＝900 N·s/m)，每次飞机速度 ＝ ， 达到350 m/s后必须减速，停止失重训练，否 后必须减速， 达到 后必须减速 停止失重训练， 则飞机可能失速． 则飞机可能失速．假设整个运动空间重力加 速度保持不变， ＝ 速度保持不变，取g＝10 m/s2.求： 求 图3－2－2 － －
3.6超重与失重
一．超重和失重现象
①当物体具有竖直向上的加速度时，由 牛顿第二定律 a，v
N mg ma
N
N m( g a) mg
物体对水平支持物的压力N′（或对悬挂 物的拉力）大于物体的重力，这种现象 叫做超重现象 ．
G
N′
②当物体具有竖直向下的加速度时，由 牛顿第二定律
ag
mg N ma
答案D
N mg ma 0
例题2．某举重运动员在地面上最多能举起160kg的杠 铃。
（1）若该运动员在升降机中能举起200kg的杠铃，求 升降机加速度的大小和方向
（2）若升降机以（1）中等大的加速度减速下降，求 该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量（g取10m/s2） 析：运动员对杠铃的最大支持力，在不同的运动状 态下是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重状态， 杠铃重力是否会发生变化？当杠铃处于超重或失重 状态，杠铃重力和运动员支持力有什么关系？
解：将物体和弹簧秤作为整体，不计空气阻力，抛出 后整体只受重力作用，物体和弹簧秤在上升、下降和 最高点都具有竖直向下的重力加速度g .而弹簧秤的 读数是物体对秤盘压力的大小，由牛顿第三定律，秤 盘对物体的支持力与物体对秤盘压力的大小相等．设 秤盘对物体支持力的大小为N，以物体为研究对象， 由牛顿第二定律
m2 g N 1600 2 a 10 2m/s m2 200
2019年物理新同步粤教版必修一第四章 第六、七节 超重和失重 力学单位
1．电梯在 t＝0 时由静止开始上升，运动的 at 图象如图 463所 示，电梯内乘客的质量 m＝50 kg，忽略一切阻力，重力加速 度 g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
图 463 A．第 1 s 内乘客处于超重状态，第 9 s 内乘客处于失重状态 B．第 2 s 内电梯做匀速直线运动 C．第 2 s 内乘客对电梯的压力大小为 450 N D．第 2 s 内乘客对电梯的压力大小为 550 N
1．自主思考——判一判 (1)超重就是物体受到的重力增加了。 (2)完全失重就是物体不受重力了。 (3)超、失重可根据物体的加速度方向判定。 (4)做竖直上抛运动的物体先超重后失重。 (5)质量是物理学中的基本物理量。 (6)kg· m/s 是国际单位制中的导出单位。 (× ) (× ) (√ ) (× ) (√ ) (√ )
的单位体制。
定义方程式 任意 选定的， 2． 基本单位是可以_____ 导出单位则是由__________
与比例系数确定的。 3．在国际单位制中，与力学有关的基本单位有三个：长度
千克 和时间单位—____ 秒 。其他与力学有 米 、质量单位—_____ 单位—___
关的物理量单位，都可以由这三个基本单位导出。
(2)3.2 m
单位制的应用
1．简化表达式书写 在利用物理公式进行计算时， 为了在代入数据时不使表达式过 于繁杂， 我们要把各个量换算到同一单位制中， 这样计算时就不必 一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可。
第4章 第6节 失重和超重 第7节 力学单位
第六节失重和超重
第七节力学单位
1．知道失重、超重和完全失重的现象及概念的生成．
2．了解单位制、基本单位和导出单位，理解统一单位制的必要．
3．掌握失重与超重的分析与判断，并能处理实际问题．
知识点一失重和超重
1．失重和超重
(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情况称为超重现象．
(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情况称为失重现象．
2．失重和超重的解释
(1)电梯静止不动或做匀速直线运动时，人的加速度为零，此时人对电梯的压力等于人的重力．
(2)当电梯加速下降时，人的加速度方向向下，根据牛顿第二定律可以得出：G－F N＝ma，即F N＝G－ma，此时人对电梯的压力小于人的重力，人处于失重状态．
(3)当电梯加速上升时，人的加速度方向向上，根据牛顿第二定律可以得出：
F N－G＝ma，即F N＝G＋ma，此时人对电梯的压力大于人的重力，人处于超重状态．
3．完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，这种情况是失重现象中的极限，称为完全失重现象．例如：自由落体运动．失重和超重只是一种现象，重力并没有变化．
1．(1)物体处于超重状态时，是其重力增加了．()
(2)物体不论是失重还是超重，都是测量值与重力大小关系的比较结果，而重力大小没有变化．()
(3)物体处于完全失重状态时，其重力为零．()
(4)物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了．() [答案](1)×(2)√(3)×(4)×
知识点二力学单位
高一物理必修一第四章超重和失重知识点总结
高一物理必修一第四章超重和失重知识点总结
1.超重现象
(1)定义(力学特征)：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情况叫超重现象。
(2)产生原因(运动学特征)：物体具有竖直向上的加速度。
(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关，只要加速度方
向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。
2.失重现象
(1)定义(力学特征)：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情况叫失重现象。
(2)产生原因(运动学特征)：物体具有竖直向下的加速度。
(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关，只要加速度方
向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。
3.完全失重现象—失重的特殊情况
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情
况(即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用)。
(2)产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受
重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。
(3)是否发生完全失重现象与运动(速度)方向无关，只要物体竖
直向下的加速度等于重力加速度即可。
注意
1.超重和失重的实质：物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力G=mg始终存在，且大小方向不随运动状态
变化。只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重
变大变小。
3.判断超重和失重现象的关键，是分析物体的加速度。要灵活运用整体法和隔离法，根据牛顿运动定律解决超重、失重的实际问题。
有的同学课后总是急着去完成作业，结果是一边做作业，一边翻课本、笔记。而在这里我要强调我们首先要做的不是做作业，而应
牛顿第二定律力学单位制
牛顿第二定律超重与失重力学单位制
一．牛顿第二定律
1.内容：物体的加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成______，加速度的方向与作用力的方向________。
2．表达式a＝F m。
3.性质：.
（1）因果性：力是产生加速度的原因。
（2）矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受核外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
（3）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。
（4）相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
（5）独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度。
（6）同一性：a与F与同一物体某一状态相对应。
二．基本类型
1．动力学的两类基本问题
(1) ：在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动.处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的，由牛顿第二定律(F＝ma)求出，再由运动学有关公式求出等．至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成法则或用正交分解法．
超重与失重
活动二 感受体验，回归实践 实验一：（分组实验）一个同学站在健康秤完成一个 下蹲和起立的过程，另外一个同学观察健康秤示数的 变化情况。并回答下列问题：
1）人站在秤上静止时健康秤的示数为多少？ 2）在下蹲的过程中健康秤的示数发生了怎样的变化？ 3）当人蹲下后静止时示数又为多少？ 4）在起立的过程中健康秤的示数发生了怎样的变化？ 5）试分析产生这些现象的原因。
上善若水 敏而好学
用牛顿定律解决问题 -----超重和失重
活动一、情景分析 概念总结 1．观察分析电梯的上升过程
运动过程 静止
台秤示数 （与G的 大小关 系）
13N =G
向上 加速
14N >G
匀速 向上 上升 减速
13N 12N
=G
<G
（1）运用牛顿定律知识对上述现象进行分析
过程分析 建立模型 受力分析
建立动力学方程 压力和重力大小关
分析
系
静止
向上加速
向上匀速 向上减速
运动过程 静止 向上加速向上匀速 向上减速
台秤示数 （与G的 大小关 系）
超失重现 象
13N =G
14N 13N 12N
>G =G <G
超重
失重
(2)概念总结【超重和失重的力学特征】
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超重和失重力学单位
【学习目标】
1、知道什么是超重和失重现象。
2、知道产生超重和失重现象的条件。
3、理解等效法在超失重现象中的运用。
4、知道什么是单位制。
5、知道单位制在物理计算中的应用。
【难点重点】
对超重和失重现象的正确理解。
【知识精讲】
一、超重和失重
1、超重：
物体有向上的加速度称物体处于超重状态。处于超重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg。
①超重现象：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情况称为超重现象。
②产生超重现象的条件是：物体具有竖直向上的加速度，与物体速度的大小和方向无关。
③产生超重现象的原因：当物体具有向上的加速度a(向上加速运动或向下减速运动)时，设支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F，由牛顿第二定律得F－mg＝m a，所以，F ＝(mg＋m 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)F′＞mg。
2、失重：
物体有向下的加速度称物体处于失重状态。处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg，即F N＝mg－m a。当a＝g时，F N＝0，即物体处于完全失重。
①失重现象：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情况称为失重现象。
②产生失重现象的条件是：物体具有竖直向下的加速度，与物体速度的大小和方向无关。
③产生失重现象的原因：当物体具有向下的加速度a(向下加速运动或向上做减速运动)时，设支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F。由牛顿第二定律mg－F＝m a，所以F＝(mg－m 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)F′＜mg。
④完全失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态，叫做完全失重状态。
⑤产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象。
3、对超重和失重的理解
(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力依然不变，只是“视重”改变。
所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数。例如，人静止在地面上用弹簧秤等称
物体时，看到的读数等于物体的实际重力的值，人在竖直向上加速上升的电梯上称物体时，人在弹簧秤上得到的读数大于物体的实际重力；人在竖直向上减速上升的电梯上称物体时，人在弹簧秤上读到的示数小于物体的实际重力。
(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体是向上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还是有向下的加速度。
(3)当物体处于完全失重状态下，重力只产生使物体具有a＝g的加速度效果，不再产生其他效果。平常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，液柱不再产生向下的压强等。
(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力，公式分别F浮＝ρV排(g＋a)或F浮＝ρV排(g－a)。处于完全失重状态下的液体F浮＝0，即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力。
4、对超重和失重现象注意以下两点：
(1)、在地球表面附近，无论物体处于什么状态，其本身的重力G＝mg始终不变。超重时，物体所受的拉力(或支持力)与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体的重力；失重时，物体所受的拉力(或支持力)与重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体的重力。可见，在失重、超重现象中，物体所受的重力始终不变，只是测力计的示数(又称视重)发生了变化，好象物体的重量有所增大或减小。
(2)、发生超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度。物体具有向上的加速度时，处于超重状态；物体具有向下的加速度时，处于失重状态；当物体竖直向下的加速度为重力加速度时，处于完全失重状态。超重、失重与物体的运动方向无关。
二、关于超重与失重问题的处理方法：
超重和失重类问题属于牛顿第二定律的应用，是物体的“视重”(物体对于水平面的压力或对竖直悬挂物的拉力 ) 与物体重力不等的现象，而物体的重力并不改变，因此分析此类问题，只要运用牛顿第二定律，按步骤去解都可解出。
三、力学单位
1、单位制的几个概念
(1)基本单位：选定的几个基本物理量(力学中选长度、质量、时间)的单位。
(2)导出单位：由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位。
(3)单位制：基本单位和导出单位一起构成单位制。
2、力学中单位制的分类
国际单位制(SI制)：基本单位分别是m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)，导出单位有m/s、m/s2等等。
3、单位制在物理计算中的应用
(1)在计算中已知量均采用国际单位，计算过程中不用再一一写出各个量的单位，只要式子末尾写出所求量的国际单位即可。
(2)物理公式即反应了各物理量间的数值关系，同时也确定了各物理量的单位关系，因此在做题时，可采用单位制来判断结果是否正确，如果单位制不对，结果一定错误。
(3)通常计算中，都采用国际单位制。
【典例分析】
例1、原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是
( )
A、加速上升
B、减速上升
C、加速下降
D、减速下降
解析：匀速运动时，地板对物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或恰等于最大静摩擦力。当升降机有向下的加速度时，物体处于失重状态，必然使物体对地板的正压力减小，从而导致最大静摩擦力减小，如果此时最大静摩擦力减至比弹簧的拉力还小，则A就会被拉向右方。注意题中只要电梯有向下的加速度， A 被拉向右方就有可能，与运动方向无关。所以，应选B、C。
例2、如图所示A为电磁铁挂在支架C上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一铁块B，铁块B静止时，台秤示数为G，当电磁铁通电，铁块被吸引上升的过程中，台秤的示数将 ( )
A、变大
B、变小
C、大于G，但呈恒量
D、先变大，后变小
解析：铁块被吸起上升的过程中，由于电磁铁A对B的吸引力越来越大，B做加速度变大的加速上升运动，对整个系统而言，处于超重现象越来越明显的状态(可以认为系统重心也在做a
变大的加速上升运动)，所以台秤的示数应大于G，且不断变大。答案选A。
例3、如图所示，一杯子装满水，水面上浮一木块，现使杯和水一起向上做匀加速直线运动，问水面怎样变化？
解析：设木块的质量为m，当杯和水一起加速向上升时。受力如下图示：