第三讲 连接体模型 超重和失重
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念当物体具有向上的加速度时，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，称为超重；当物体具有向下的加速度时，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，称为失重。
如果物体的加速度方向竖直向下，且大小等于重力加速度 g 时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，这种状态称为完全失重。
为了更直观地理解这两个概念，我们可以想象一个人站在体重秤上。
当人静止时，体重秤的示数等于人的重力。
当人加速上升时，体重秤的示数会大于人的重力，这就是超重现象；当人加速下降时，体重秤的示数会小于人的重力，这就是失重现象；当人自由落体时，体重秤的示数为零，这就是完全失重现象。
二、超重与失重的产生条件超重现象产生的条件是物体具有向上的加速度。
例如，当电梯加速上升时，人站在电梯里会感到脚下的支持力变大，体重秤的示数增加，这就是超重现象。
在这种情况下，根据牛顿第二定律 F mg ＝ ma，其中 F 是支持力，m 是人的质量，g 是重力加速度，a 是加速度。
因为 a向上，所以 F 大于 mg，即支持力大于重力，产生超重现象。
失重现象产生的条件是物体具有向下的加速度。
比如，当电梯加速下降时，人会感觉脚下的支持力变小，体重秤的示数减小，这就是失重现象。
此时，根据牛顿第二定律 mg F ＝ ma，因为 a 向下，所以 F小于 mg，即支持力小于重力，产生失重现象。
完全失重现象产生的条件是物体的加速度等于重力加速度且方向竖直向下。
在太空中的航天器中，宇航员就处于完全失重状态。
因为航天器绕地球做圆周运动，其向心加速度等于重力加速度，此时宇航员对航天器的压力为零。
三、超重与失重的本质超重和失重现象的本质是物体所受的合力发生了变化，从而导致物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了改变。
重力本身并没有变化，只是由于加速度的存在，使得物体的视重（即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力）发生了改变。
2019年高考物理大一轮复习第03章牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的应用——超重和失重连接体课件
答案：(1)√ (2)√ (3)×
(4)√ (5)√
2．(人教必修2P89第2题改编)金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从
小孔A中流出，如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落
过程中( ) A．水继续以相同的速度从小孔中喷出
B．水不再从小孔喷出
C．水将以更大的速度喷出 D．水将以较小的速度喷出 答案：B
F1－F2 1 提示：a＝ ，FN－F2＝ma.解得 FN＝ (F1＋F2) 2 m＋ m
三 临界和极值问题
1.若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语，常为临界问题．解决临界 问题一般用极端分析法，即把问题推向极端，分析在极端情况下可能出现的状态和 满足的条件，应用物理规律列出在极端情况下的方程，从而找出临界条件． 2．几种典型的临界和极值问题
D．t1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上
答案：AC
4．(多选)如图所示，在水平桌面上有 M、m 两个物块，现用恒力 F 推物块 m， 使 M、m 两物块在桌上一起向右加速，则( )
mF A．若桌面光滑，M、m 间的相互作用力为 M＋ m MF B．若桌面光滑，M、m 间的相互作用力为 M＋ m MF C．若桌面与 M、m 的动摩擦因数均为 μ，M、m 间的相互作用力为 ＋μMg M＋ m MF D．若桌面与 M、m 的动摩擦因数均为 μ，M、m 间的相互作用力为 M＋ m 答案：BD
提示：①匀加速上升时FN－mg＝ma，FN＝600 N
匀减速上升时mg－FN′＝ma，FN′＝400 N
②匀加速下降时：mg－FN＝ma，FN＝400 N 匀减速下降时：FN′－mg＝ma，FN′＝600 N
③物体具有向上的加速度(加速上升或减速下降)发生超重现象；物体具有向下
第三讲 连接体模型 超重和失重
第三讲连接体模型超重和失重一、连接体模型与整体隔离法若干个物体通过一定的方式连接在一起，就构成了连接体，其连接方式，一般是通过细绳、杆等物体来实现的。
从连接体的特征来看，可以建立这样的广义连接体模型：通过某种相互作用来实现连接的物体，如物体的叠合，就是通过摩擦力的作用形成连接。
连接体常会处于某种相同的运动状态，如处于平衡态或以相同的加速度运动。
求解连接体的加速度或内部物体间的相互作用力，是力学中能力考查的重要内容，在高考中也经常出现。
解决上述问题的有效方法，是综合运用整体法与隔离法。
1．隔离法2．整体法３．应用举例（1）用隔离法计算内力【例题1】如图所示，物体A和B靠在一起放在光滑水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动的加速度及物体A、B间的相互作用力．（2）整体法研究系统【例题2】(1994年高考全国卷)如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动．由图可知，A、B之间的动摩擦因数μ1B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( B、D )A．μ1＝0，μ2＝0 B．μ1＝0，μ2≠0C．μ1≠0，μ2＝0 D．μ1≠0，μ2≠0（３）整体法和隔离法的综合运用当若干个物体具有共同加速度时，可以先用整体法研究，求出系统的加速度，再用隔离法隔离单个物体或几个物体来研究。
【例题3】如图所示的三个物体A ，B ，C ，其质量分别为m 1,m 2,m 3，带有滑轮的物体B 放在光滑平面上，滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计。
为使三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为F ＝____。
〖巩固练习1〗1． 如图所示, 有A 、B 两物体, m A =2m B , 用细绳连接后放在光滑的斜面上, 在它们下滑的过程中 （ ）A. 它们的加速度a=gsin θB. 它们的加速度a<gsin θC. 细绳的张力T=0D. 细绳的张力θsin 31g m T B = 2．如图所示，A 物重200 N ，B 物重100 N ，用轻绳经过定滑轮后系在一起，B 物体在摆到最高点时，绳与竖直方向夹角为60°，则A 物体此时对地面的压力大小为_______N ．3．如图所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上作简谐运动，运动过程中A 、B 之间无相对运动。
超失重连接体问题
A.
人与车厢具有相同的加速度为a,将a分解为水 平方向分量a1和竖直方向分量a2,如右图所示,
则a1=acos 37°=0.8a
a2=asin 37°=0.6a
①
②
对人受力分析如右图所示.对人分别在水平方向和
竖直方向应用牛顿第二定律列方程得:
水平:Ff=ma1 ③
竖直:FN-mg=ma2
由①③解得:Ff=0.8ma 将④式代入数据得: 1.25mg-mg=0.6ma
变式训练2：如图所示，质量为2kg 的m1和质量为 1kg 的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平 面上，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平 面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水平拉力 F的最大值。
N2
先分析m2 的受力情况：
T 2 a 8m / s m2
m2 G2
T
A．mg m C. F m0＋m
B．F m0 D. g m0＋m
4．如右图所示，光滑水平面上放置质量分 别为 m 、 2m 的 A 、 B 两个物体， A 、 B 间的最大 静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B 以同一加速度运动，则拉力F的最大值为 ( C )
A．μmg
B．2μmg
C．3μmg
(1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。 (2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向， 不能确定其速度方向。
拓展延伸 如图所示, 倾斜索道与水平面夹角为37°,
当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢的人对厢底
的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其
体重的( B )
1 1 倍 B. 倍 4 3 C. 5 倍 D. 4 倍 4 3 解析 当车厢沿钢索方向匀加速向上运动时,
超重和失重知识点总结
超重和失重知识点总结
超重和失重是物理学中的两个重要概念，主要涉及到重力和加速度的影响。
1. 超重：当物体受到的向上的力大于向下的重力时，物体就会处于超重状态。
这种情况下，物体的实际重量会超过其正常重量。
例如，在电梯中上升或在过山车上下降时，我们会感到身体变重，这就是超重现象。
2. 失重：当物体受到的向上的力等于向下的重力时，物体就会处于失重状态。
这种情况下，物体的实际重量为零。
例如，在飞机上自由下落或在太空中漂浮时，我们会感到身体变轻，这就是失重现象。
3. 超重和失重的区别在于向上的力和向下的重力之间的关系。
如果向上的力大于重力，就是超重；如果向上的力等于重力，就是失重；如果向上的力小于重力，就是欠重。
4. 超重和失重都是相对的，取决于观察者的参考系。
例如，在电梯中上升时，对于电梯内部的人来说，他们处于失重状态；但对于电梯外部的人来说，他们看到的是电梯内部的人处于超重状态。
5. 超重和失重的现象可以通过实验来观察和验证。
例如，可以通过离心机产生离心力来实现超重和失重的状态。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念在我们的日常生活中，物体的重量似乎是一个恒定不变的量。
但当我们深入研究物体的运动状态时，会发现物体所受的重力在某些情况下会发生变化，这就引出了超重和失重的概念。
超重，简单来说，就是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。
而失重，则是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。
要理解这两个概念，我们需要先明确重力的本质。
重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，其大小通常用公式 G ＝ mg 来计算，其中m 是物体的质量，g 是重力加速度，约为 98 米每秒平方。
二、超重的情况当物体具有向上的加速度时，就会出现超重现象。
例如，在电梯加速上升的过程中。
假设一个人的质量为 60 千克，正常情况下，他所受的重力为 60×98 ＝ 588 牛。
当电梯以加速度 a 向上加速运动时，根据牛顿第二定律 F G ＝ ma，此时人对电梯地板的压力 F 就等于重力 G 加上 ma。
如果加速度 a 为 2 米每秒平方，那么 ma 就是 60×2 ＝ 120 牛，压力 F 就等于 588 ＋ 120 ＝ 708 牛。
显然，此时人对电梯地板的压力大于自身重力，处于超重状态。
再比如，在火箭发射时，宇航员会经历强烈的超重。
火箭加速升空，加速度极大，宇航员所受的支持力远大于自身重力，会感到身体沉重，甚至呼吸困难。
三、失重的情况与超重相反，当物体具有向下的加速度时，就会出现失重现象。
最常见的例子是电梯加速下降。
还是以刚才那个人为例，如果电梯以加速度 2 米每秒平方向下加速运动，此时人对电梯地板的压力 F 就等于重力 G 减去 ma，即 588 120 ＝ 468 牛，小于自身重力，处于失重状态。
在太空中的航天器绕地球做圆周运动时，也处于失重状态。
此时，航天器和里面的物体所受的万有引力全部用来提供向心力，产生向心加速度，物体对航天器的压力为零，处于完全失重状态。
高考常用24个物理模型【高考必备】
Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通，举一反三，把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理，基本涵盖高中物理知识的各个方面。
主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y ) 向上超重(加速向上或减速向下)F =m (g +a )； 向下失重(加速向下或减速上升)F =m (g -a ) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？模型二：斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定=tg 物体沿斜面匀速下滑或静止 > tg 物体静止于斜面 < tg 物体沿斜面加速下滑a=g(sin 一cos )μθμθμθθμθaθ模型三：连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。
解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。
整体法：指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程。
隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。
连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒)与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关。
平面、斜面、竖直都一样。
只要两物体保持相对静止记住：N=(N 为两物体间相互作用力),一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用讨论：①F 1≠0；F 2=0N=② F 1≠0；F 2≠0 N=(是上面的情况) F=F=F=F 1>F 2 m 1>m 2 N 1<N 2例如：N 5对6=(m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=211212m F m F m m ++⇒F 212m m m N+=122F=(m +m )a N=m a212m F m m +211212m F m m m F ++20F =211221m m g)(m m g)(m m ++122112m (m )m (m gsin )m mg θ++A B B 12m (m )m Fm m g ++F Mm Fnm 12)m -(n m 2 m 1 Fm 1 m 2╰ α模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。
(完整版)高考常用24个物理模型
高考常用 24 个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通，举一反三， 把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的 24 个解题 模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理，基本涵盖高中物理知识的各个 方面。
主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度 向上超重 (加速向上或减速向下 )F=m(g+a)； 向下失重(加速向下或减速上升 )F=m(g-a) 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动(或此方向的分量 a y )斜面对地面的压力 ? 地面对斜面摩擦力 ? 导致系统重心如何运动？模型二：斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定=tg 物体沿斜面匀速下滑或静止 > tg 物体静止于斜面 < tg 物体沿斜面加速下滑 a=g(sin 一 cos ) 绳剪断后台称示数 系统重心向下加速 铁木球的运动 用同体积的水去补充模型三：连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、 或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联 系在一起的物体组。
解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。
整体法 ：指连接体内的物体间无相对运动时 ,可以把物体组作为整体， 对整体用 牛二定律列方程。
隔离法 ：指在需要求连接体内各部分间的相互作用 （如求相互间的压力或相互间 的摩擦力等 ）时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。
连接体的圆周运动： 两球有相同的角速度； 两球构成的系统机械能守恒 （单个球 机械能不守恒 ） 与运动方向和有无摩擦 （μ 相同）无关，及与两物体放置的方式都无关。
平面、斜面、竖直都一样。
只要两物体保持相对静止m 1m2F 1>F 2 m 1>m 2 N 1<N 2例如： N 5对6=mF（m 为第 6 个以后的质量 ） 第 12对 13的作用力 MN 12对 13=（n -12）mFnm记住： N= m 2F 1m 1F2 （N 为两物体间相互作用力 ）,起加速运动的物体的分子 m 1F 2 和 m 2F 1两项的规律并能应用讨论： ①F 1≠0 F 2=0F=(m 1+m 2)aN=m 2aN= m2Fm 1 m 2② F 1≠0； F 2≠ 0 m 2F1 m 1F2 m1 m2 0是上面的情 N=( F2况)Fm 1 m 2m 1 m 2F= m 1 (m 2 g) m 2(m 1gsin ) m 1 m 2m2 m 1m 2FF= m 1 (m 2g) m 2 (m 1g)m 1 m 2F=m A (m B g) m B F模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。
第三章第4节 超重和失重 连接体问题
二、连接体问题——研究对象的选取 1．隔离法的选取 适用情况：系统内各物体的加速度不相同，或需要 求物体之间的作用力． 2．整体法的选取 适用情况：若系统内各物体具有相同的加速度，且 不需要求物体之间的作用力．
①等于
②加速度
③大于
④加速度
⑤小于
⑥等于重力加速度
一、整体法与隔离法的应用 规律方法 1．隔离法的适用条件 (1)系统内各物体加速度不相同． (2)求系统内物体间的相互作用力(内力)．
完全失重：物体向下的加速度⑥ ________时，它对 悬挂物或支持面的压力等于零的现象叫完全失重，它是 失重现象中的一个特例． 【重点提示】 几点： 对超重和失重的理解应当注意以下
(1)物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存 在，大小也没有变化． (2)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定 于加速度的方向． (3)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物 理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水 中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等．
例 1
如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 m
和 2m 的四个木块，其中两个质量为 m 的木块间用一不 可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是 μmg.现用 水平拉力 F 拉其中一个质量为 2m 的木块，使四个木块 以同一加速度运动，则轻绳对 m 的最大拉力为( )
3μmg A. 5 3μmg 竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着 质量为 2 kg 的物体 A，处于静止状态．若将一个 质量为 3 kg 的物体 B 轻放在 A 上的一瞬间， 则B对 A 的压力大小为(g 取 10 m/s2)( A．30 N C．15 N ) B．0 D．12 N
诱思启导 (1)将 B 轻放于 A 上的瞬间，AB 整体存在向下的加 速度 (2)B 对 A 的压力并不等于 B 的重力大小
超重和失重ppt课件
小结：突然下降时，物体对测力计的拉力比物体
受到的重力小,我们把这种现象叫做失重。
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，称为失重现象。
在什么条件下会产生 超重和失重现象？
观察实验
填写表格
超重和失重现象与加速度方向有关：
加速度向上，产生超重现象； 加速度向下，产生失重现象。
超重现象
F
a
Gห้องสมุดไป่ตู้
F-mg=ma F=mg+ma F>mg F压>mg
失重现象
a
F
G
mg-F=ma F=mg-ma F<mg F压<mg
例题1：一个质量为70kg的人乘电梯下楼， 刚开始电梯以3m/s2的加速度匀加速下降。求解 此时他对电梯地板的压力。（取g＝10m/s2）
物体处于超重（失重）状态时，地 球作用于物体的重力始终存在，且大小 不变，只不过物体对水平支持物的压力 （悬挂物的拉力）大于（小于）物体的 重力。
例2．一个质量是50 kg的人站在升降机的地 板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧 秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A，当升 降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N， g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。
运动 情况 v方向 a方向 秤示数
上 加速 升 减速 下 加速 降 减速
观察实验
填写表格
运动 情况 v方向 a方向 秤示数
上 加速 向上 向上 变大 升 减速 向上 向下 变小 下 加速 降 减速
观察实验
填写表格
运动 情况 v方向 a方向 秤示数
超、失重和链接体问题
§4.3牛顿第二定律的应用――超重失重1.超重：当物体具有的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。
2.失重：物体具有的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。
3.完全失重：物体以加速度a＝g向竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于的现象。
4.思考：①超重是不是物体重力增加？失重是不是物体重力减小？②在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用？【典型例题】例1.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。
当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可能是（）A.电梯加速向上运动B.电梯减速向上运动C.电梯加速向下运动D.电梯减速向下运动例2.在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为（）A.maB.m(a+g)C.m(g－a)D.mg例3.如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中（不计水的阻力），则台秤上的示数（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定【针对训练】1.下列说法正确的是（）A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2.升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（）A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度减速上升C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度加速下降3.人站在升降机中，当升降机在上升过程中速度逐渐减小时，以下说法正确的是（）A.人对底板的压力小于人所受重力B.人对底板的压力大于人所受重力C.人所受重力将减小D.人所受重力保持不变4.下列说法中正确的是（ ）A.物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象B.物体竖直向下加速运动时会出现失重现象C.物体处于失重状态时，地球对它的引力减小或消失D.物体处于失重状态时，地球对物体的引力不变5.质量为600kg 的电梯，以3m/s 2的加速度匀加速上升，然后匀速上升，最后以3m/s 2的加速度匀减速上升，电梯在上升过程中受到的阻力都是400N ，则在三种情况下，拉电梯的钢绳受的拉力分别是 、 和 。
超重和失重课件
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超重和失重可能会影响人的认知 能力和注意力
超重和失重可能会影响人的睡眠 质量和身体健康
安全防护措施
佩戴安全带：在 超重或失重状态 下，安全带可以 保护乘客的安全。
座椅设计：座椅 应设计成符合人 体工程学的形状， 以减少乘客在超 重或失重状态下 的不适感。
训练和适应：通 过训练和适应， 乘客可以逐渐适 应超重或失重状 态，减少不适感。
科学实验领域
超重和失重实验：研究重力对 物体运动的影响
太空实验：利用超重和失重环 境进行科学研究
医学实验：利用超重和失重环 境研究人体生理反应
材料科学实验：利用超重和失 重环境研究材料性能
其他领域
航天领域：火箭发射、太空旅行等 航空领域：飞机起飞、降落等 航海领域：潜水艇下沉、浮出水面等 建筑领域：高层建筑、桥梁等结构设计
单击此处添加副标题
超重和失重课件
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添加目录项标题 超重和失重的概念
超重现象 失重现象 超重和失重对人体的影响 超重和失重的应用
01
添加目录项标题
02
超重和失重的概念定义超重：物体所受重力大 于支持力的状态
失重：物体所受重力小 于支持力的状态
完全失重：物体所受重 力为零的状态
超重和失重的产生： 物体在加速上升或 下降时，或者在旋 转时，都可能产生 超重或失重。
产生条件
超重：当物体受到的支持力大于重力时，物体处于超重状态。
失重：当物体受到的支持力小于重力时，物体处于失重状态。
超重和失重的产生与物体的运动状态和受力情况有关。 在日常生活中，乘坐电梯、玩蹦床等活动中都可以体验到超重和失重的感 觉。
超重失重及连接体问题归纳
超重失重及连接体问题归纳【本讲教育信息】一. 教学内容：超重失重及连接体问题归纳二. 学习目标：1. 掌握超失重现象及其本质特征。
2. 重点掌握超失重问题与日常生活实际相联系的综合问题的分析方法。
3. 掌握运用整体法与隔离法分析连接体问题。
考点地位：超失重问题是牛顿第二定律的应用问题的一个重要方面，同样是高考考查的重点和难点，从出题形式上常与日常生活实际相联系，即可以通过选择形式出现，如2007年江苏单科卷第6题，2007年山东理综卷第17题。
有时也以大型计算题形式出现，如2006年全国理综Ⅱ卷第24题。
三. 重难点解析：1. 超重和失重现象（1）超重现象：当物体存在向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体本身重力的现象称为超重现象。
若支持物或悬挂物为测力计，则超重时“视重”大于实重，超出的部分为ma，此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。
（2）失重现象：当物体存在向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体本身重力的现象称为失重现象。
失重时“视重”小于实重，失去部分为ma，此时物体可做向上减速或向下加速运动。
在失重现象中，物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。
此时“视重”等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。
2. 超重和失重的本质特征（1）超重在升降机中的机板的测力计上挂有一质量为m的物体，整个升降机系统有向上的加速度a，那么物体对升降机测力计的压力是否还等于自身的重力？压力如何求呢？物体受到重力和支持力，如图所示，由牛顿第二定律，得：，∴由牛顿第三定律，物体受到支持力和物体对测力计的压力大小相等。
（2）失重。
若升降机系统具有向下的加速度为a，如图所示则由牛顿第二定律得，∴由牛顿第三定律，物体受到的支持力和物体对测力计的压力大小相等。
（3）完全失重在上图中，若a=g时，则由牛顿第二定律，得：则物体对支持物的压力变为零3. 超重和失重仅仅是一种现象（1）物体处于超重和失重现象时，好像物体的重力时大时小，物体处于平衡状态时，物体受到的重力大小等于支持力或拉力。
第3章 第3节 超重与失重 连接体问题
答案：A
点评：对物体的动态过程进行分析时，注意过程 中要判断弹力和摩擦力的变化对加速度变化的影 响，并要分析变化过程中速度的变化(尤其是要注 意相对速度的方向)．如本题中就是在运动过程中 弹力的大小发生变化导致加速度发生变化，相对 运动方向发生变化导致摩擦力方向发生变化．
题型：整体法和隔离法的应用 【例3】如图3- 2所示，质量为m=1kg的物块放在 3倾角为θ的斜面上，斜面体质量为M=2kg，斜面与 物块间的动摩擦因数μ=0.2，地面光滑， θ =37°.现 对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静 止，力F应为多大？(设物块与斜面间的最大静摩擦 力等于滑动摩擦力，g取10m/s2)
(2)设物块处于相对斜面有向上滑的临界状态时，推 力为F2，此时物块受力如右图所示． 对x轴方向： FNsin θ +μFNcos θ =ma2 对y轴方向： FNcos θ -μFNsin θ -mg=0 对整体：F2=(M+m)a2 把已知条件代入，解得 a2=11.2m/s2，F2=33.6N 则力F范围：14.3N≤F≤33.6N
图3- 2 3-
【解析】(1)设物块处于相对斜面向下滑的临界状态 时，推力为F1，此时物块受力如图所示，取加速度 a的方向为x轴正方向．对x轴方向： FNsin θ -μFNcos θ =ma1 对y轴方向： FNcos θ +μFNsin θ -mg=0 对整体：F1=(M+m)a1 把已知条件代入，解得 a1=4.78m/s2，F1=14.3N
中间3s内重物匀速上升， 由平衡条件得FN2 mg 2500N 所以重物对升降机底板的压力FN2 FN2 2500N， 方向竖直向下． 重物的速度为v2 v1 8m / s 最后2s内重物随升降机一起做匀减速运动，有0 v2 a3t3 80 解得a3 m / s 2 4m / s 2 2
连接体问题_超重和失重
牛顿定律之连接体，超重失重问题一、 连接体问题(1) 绳子或弹簧连接体绳子或弹簧上的力作为连接体的内力，在用整体法时不予考虑★如图所示，两个质量分别为m 1 2kg 、m 2 = 3kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。
两个大小分别为F 1=30N 、F 2=20N 的水平拉力分别作用在m 1、m 2上，则A ．弹簧秤的示数是25NB ．弹簧秤的示数是50NC ．在突然撤去F 2的瞬间，m 1的加速度大小为5m/s 2D ．在突然撤去F 1的瞬间，m 1的加速度大小为13m/s 2答案：D★如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2,则 ( )A. a 1=a 2=0B. a 1=a, a 2=0C. 错误！未找到引用源。
，错误！未找到引用源。
D. 错误！未找到引用源。
1错误！未找到引用源。
,错误！未找到引用源。
答案：D★如图所示，在光滑水平面上有个质量分别为m 1和m 2的物体Ａ、Ｂ，错误！未找到引用源。
，Ａ、Ｂ间水平连接着一弹簧秤，若用大小为F 的水平力向右拉Ｂ，稳定后Ｂ的加速度大小为a 1，弹簧秤的示数为F 1；如果改用大小为F 的水平力向左拉Ａ，稳定后Ａ的加速度为a 2，弹簧秤的示数为F 2，则下列关系正确的是（ ）A ．错误！未找到引用源。
B ．错误！未找到引用源。
C ．错误！未找到引用源。
D ．错误！未找到引用源。
答案：A★★如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m 1和m 2。
拉力F 1和F 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F 1 > F 2，试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 。
答案： 错误！未找到引用源。
（2）轿厢问题★在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m 1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k 。
牛顿定律(超重失重瞬时连接体)
牛顿定律应用一、超重和失重1．超重现象当物体具有 向上 的加速度时，这个物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力) 大于 它所受的重力，称为超重现象． 加速度方向向上 F-mg=ma超重：物体的加速度方向是竖直向上的．物体并不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动．2．失重现象当物体具有 向下 的加速度时，这个物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力) 小于 它所受的重力，称为失重现象．加速度方向向下 mg-F=ma失重：物体的加速度方向是竖直向下的．物体既可以是向下做加速运动，也可以是向上做减速运动． 当a ＝g 时，F ＝0，此为 完全失重 状态．2．尽管物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即a y ≠0就可以．当a y 方向竖直向上时，物体处于超重状态；当a y 方向竖直向下时，物体处于失重状态．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． 3.理解超重、失重状态现象应注意以下几点⑴物体处于超重或失重状态时，其重力（真重）始终存在且是恒量，发生变化的只是悬绳对物体的拉力或物体对支持物的压力（视重）.⑵物体处于完全失重状态时，由重力所产生的一切现象消失，例如浸在水中的物体不受浮力，天平失效等。
⑶发生“超重”或“失重”的现象只决定于物体加速度的方向，与物体速度方向无关，超重和失重现象遵循牛顿第二定律，所以对现象的判断要通过受力分析，列出动力学方程进行研究。
练习1. 站在升降机中的人出现失重现象，则升降机可能 （ ）A. 作加速上升B. 作减速下降C. 作加速下降D. 作减速上升2．某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中…………………………( )A.由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变B ．此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大C.台秤的示数先增大后减小D.台秤的示数先减小后增大3、一质量为m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g ，g 为重力加速度。
【高中物理】超重和失重要点透析!
【高中物理】超重和失重要点透析！一、超重和失重的定义1.超重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体所受到重力的现象叫作Immunol。
注意：此时有fn=mg+ma2.舱内：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体所受重力的现象叫做失重。
特别注意：此时存有fn=mg-ma二、发生超重和失重现象的条件1.出现Immunol现象的条件：当物体向上做加速运动或向下做减速运动时，物体均处于超重状态，即不管物体向什么方向运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态。
2.出现舱内现象的条件：当物体向下做加速运动或向上做减速运动时，物体均处于失重状态，即不管物体向什么方向运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态。
3.开拓：并非只有物体在竖直方向上，加速向上或减速向下运动时，物体才处于超重状态。
其实物体运动时，只要加速度具有向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有向下的分量，物体就处于失重状态。
特别注意：Immunol和舱内现象，仅仅就是一种表象。
所谓Immunol和舱内，只是物体对支持物的压力（或拉力）的减小或增大，就是视重的发生改变而实际重量（实重）并维持不变。
三、超重与失重现象的拓展分析1.对Immunol的认知设物体的质量为m，物体向上的加速度为a，当地的重力加速度为g，由牛顿第二定律得：f视-mg=ma，则f视=mg+ma。
其中f视即视重，就是物体对支持物的实际压力或对悬挂物的实际拉力的大小。
由此可以看出，超重时视重等于实重加上ma，超出的部分可理解为使物体产生向上的加速度，同时还可看出超重的物体所受重力没变。
2.对舱内的认知设物体的质量为m，物体向下的加速度为a，当地的重力加速度为g，由牛顿第二定律得：mg-f视=ma，则f视=mg-ma。
由此可以窥见，舱内时视轻等同于实重乘以ma，丧失的部分可以认知为并使物体产生了向上的加速度，同时可以窥见，舱内的物体所受到重力也未变。
超重与失重、连接体问题 (原卷版)
超重与失重、连接体问题 一、超重和失重分析状态加速度 a 视重（F ）和实重 （mg ）的关系 运动情况 受力图平衡0a = F mg = 静止或匀速 直线运动超重 向上 ()F m g a =+ F mg > 向上加速或 向下减速失重 向下 ()F m g a =- F mg < 向下加速或 向上减速完全 失重a g = 向下 0F =向下加速或向上减速 [特别提醒] 1.从牛顿第二定律可以知道，加速度方向是超、失重判断的关键，若加速度方向向上(包括斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(包括斜向下)，物体处于失重状态。
2.物体处于超重状态，它的加速度不一定竖直向上，但加速度一定有竖直向上的分量；同理处于失重状态的物体，其加速度方向不一定竖直向下，但一定有竖直向下的分量。
小试牛刀：例：小丁同学在地面上最多能举起60 kg 的重物，重力加速度g ＝10 m/s 2，小丁同学站在正以加速度5 m/s 2上升的升降机中最多能举起的重物为( )A.40 kgB.30 kgC.60 kgD.50 kg二、几个重要概念1.视重：①定义：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读数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力大小或台秤所受物体的压力。
2.超重：①定义：物体对支持我的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。
②产生的条件：物体具有向上的加速度3.失重：①定义：物体对支持我的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。
②产生的条件：物体具有向下的加速度4.完全失重：①定义：物体对支持我的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象②产生的条件：物体的加速度a=g，且加速度方向向下。
小试牛刀：例：下列说法中正确的是()A．只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态B．超重就是物体所受的重力增大C．物体处于超重状态时，地球对它的引力变大D．超重时物体所受的重力不变三、连接体问题1、整体法与隔离法在实际问题中，常常遇到几个相互联系的、在外力作用下一起运动的物体系。
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第三讲连接体模型超重和失重
一、连接体模型与整体隔离法
若干个物体通过一定的方式连接在一起，就构成了连接体，其连接方式，一般是通过细绳、杆等物体来实现的。
从连接体的特征来看，可以建立这样的广义连接体模型：通过某种相互作用来实现连接的物体，如物体的叠合，就是通过摩擦力的作用形成连接。
连接体常会处于某种相同的运动状态，如处于平衡态或以相同的加速度运动。
求解连接体的加速度或内部物体间的相互作用力，是力学中能力考查的重要内容，在高考中也经常出现。
解决上述问题的有效方法，是综合运用整体法与隔离法。
1．隔离法
2．整体法
３．应用举例
（1）用隔离法计算内力
【例题1】如图所示，物体A和B靠在一起放在光滑
水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知
物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动
的加速度及物体A、B间的相互作用力．
（2）整体法研究系统
【例题2】(1994年高考全国卷)如图所示，C是水平地面，A、B
是两个长方形物体，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B
以相同的速度作匀速直线运动．由图可知，A、B之间的动摩擦因数μ1B、
C间的动摩擦因数μ2有可能是( B、D )
A．μ1＝0，μ2＝0 B．μ1＝0，μ2≠0
C．μ1≠0，μ2＝0 D．μ1≠0，μ2≠0
（３）整体法和隔离法的综合运用
当若干个物体具有共同加速度时，可以先用整体法研究，求出系统的加速度，再用隔离法隔离单个物体或几个物体来研究。
【例题3】如图所示的三个物体A ，B ，C ，其质量分别为
m 1,m 2,m 3，带有滑轮的物体B 放在光滑平面上，滑轮和所有接触
面间的摩擦及绳子的质量均不计。
为使三物体间无相对运动，则
水平推力的大小应为F ＝____。
〖巩固练习1〗
1． 如图所示, 有A 、B 两物体, m A =2m B , 用细绳连接后放在光滑的斜
面上, 在它们下滑的过程中 （ ）
A. 它们的加速度a=gsin θ
B. 它们的加速度a<gsin θ
C. 细绳的张力T=0
D. 细绳的张力θsin 31g m T B = 2．如图所示，A 物重200 N ，B 物重100 N ，用轻绳经过定滑轮后系在一起，B 物体在摆到最高点时，绳与竖直方向夹角为60°，则A 物体此时对地面
的压力大小为_______N ．
3．如图所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上作简谐运动，运动过程中A 、B 之间无相对运动。
设弹簧的劲度系数为k 。
当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 、B 间摩擦力的大小等于 （ ）
A ．0
B ．kx
C ．
kx M
m D ．kx m M m +
二、超重和失重
1、超重：物体对支持物的的压力（或悬挂物的拉力） 物体所受的重力情况，当物体具有 的加速度时（包括 上升或 下降）呈现超重现象。
2、失重：物体对支持物的的压力（或悬挂物的拉力） 物体所受的重力情况，当物体具有 的加速度时（包括 上升或 下降）呈现失重现象，当物体向下的加速度大小为g 时，物体呈现 现象。
3、物体处于超重或失重（包括完全失重）时，地球作用于物体的重力 变化（填“发生”、“不发生”）
【例题4】电梯地板上有一个质量为200kg 的物体，它对地面的压力随时间变化的图象如图所示，则电梯从静止开始向上运动，在7s 内上升的高度为多少？
【例题5】如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M ，环的质量为m ，已
知环沿杆以加速度a 下滑，则此时箱对地面的压力是： A ．（m+M ）g B ．（m-M ）g C ．（m+M ）g-ma D ．（m+M ）g+ma
o 1 2 3 4 5 6 7
〖巩固练习2〗
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
2．一个质量为40千克的人站在升降机地板上的台秤上，当升降机运动时，发现台秤的读数为500N，g取10 m/s2,由此可判断升降机的运动可能为：（）
A．以2 m/s2的加速度加速上升
B．以2 m/s2的加速度加速下降
C．以2.5 m/s2加速度减速下降
D．以2.5 m/s2加速度减速下降
3．一电梯从静止开始上升，挂在电梯顶板下的弹簧秤上悬吊着一个质量为3kg的物体，前5s内弹簧秤示数为36N，第2个5s内，弹簧秤示数为30N，最后5s内弹簧秤示数为24N,且第15s末电梯停止。
你能从观察到的这些数据求出电梯上升的高度吗?(取g=10m/s2)。