超重和失重现象
失重超重课件
通过与产业界的合作，将失重超重的研究成果转化为实际应用，推 动相关产业的发展和创新。
提高公众对失重超重的认知
通过科普宣传和教育活动，提高公众对失重超重的认知和理解，为 相关研究和应用提供更好的社会环境和公众支持。
感谢影响研究有助于推动医学 领域的发展，如对重力生理学的研究、对太
空病的研究等。
06
未来展望
失重超重研究的未来方向
深入研究失重超重对人体的影响
随着人类探索太空的步伐加快，长期处于失重超重状态对人体的影响成为研究重点，未来 将进一步揭示其机制和应对措施。
发展先进的实验设备和方法
失重超重课件
contents
目录
• 失重与超重的定义 • 失重超重的产生条件 • 失重超重的应用 • 失重超重的实验研究 • 失重超重的影响 • 未来展望
01
失重与超重的定义
失重的定义
总结词
物体在加速度方向上的力小于重力，产生失重现象。
详细描述
当物体在垂直方向上受到的力小于自身重力时，就会产生失重现象。此时，物 体的加速度方向向下，导致物体向下的加速度大于重力加速度。失重现象常见 于航天器在太空中的自由落体运动或电梯下降时的状态。
心理影响
长期处于失重超重状态可能会导致焦虑、抑郁等心理问题，影响人的情绪和心理健康。
对环境的影响
生态破坏
失重超重可能会对地球的生态系统造成破坏 ，如影响动植物生长、破坏自然景观等。
资源浪费
失重超重可能会导致资源浪费，如过度的食 物和水资源消耗等。
对科技发展的影响
航天技术进步
失重超重的研究和应用有助于推动航天技术 的发展，如太空探索、卫星发射等。
VS
失重和超重
超重与失重
课堂互动讲练
在完全失重状态下，由于重力产生的一切现象都不存 在了．例如，物体对水平支持面没有压力，对竖直悬线没 有拉力，不能用天平测物体的质量，液柱不产生压强，在 液体中的物体不受浮力等等． 特别提醒 1．由物体处于失重或超重状态，可判断加速度的方 向为向下或向上，但并不能确定物体运动的速度方向． 2．当物体出现超重或失重时，物体的加速度不一定 沿竖直方向，但加速度一定有竖直方向的分量． 3．如果系统内有的物体向上加速，有的物体向下加 速，此时可考虑整体质心加速度的方向，来判断系统是处 于失重还是超重．
3 C. gsinα 2 D．2gsinα
图3－3－7
高频考点例析
解析：选 C.设猫的质量为 m，则木 板的质量为 2m.先取猫为研究对象， 因猫 对地静止，所以木板对猫必有沿着斜面 向上的作用力，大小为 F＝mgsinα；再 以木板为研究对象，由牛顿第三定律， 猫对木板必有沿斜面向下的作用力 F， 据 牛 顿 第 二 定 律 对 木 板 列 方 程 有 F＋ 3 2mgsinα＝2ma，a＝ gsinα. 2
图3－3－9
高频考点例析
解析：设物块处于相对斜面下滑的临界 状态(物块恰好不下滑)时推力为F1.此时物块 受力如图甲所示．取加速度a1方向为x轴正 向，对m有： x方向：FN1sinθ－μFN1cosθ＝ma1① y方向：FN1cosθ＋μFN1sinθ－mg＝0② 解①②两式得：a1＝4.78 m/s2 对整体有：F1＝(M＋m)a1， ∴F1＝14.34 N.
图3－3－6
3μmg A. 5 3μmg C. 2
3μmg B. 4 D．3μmg
高频考点例析
【思路点拨】 解答本题的关键是正确地判断 出当轻绳拉力最大时，物体A、B间和物体C、D间 的静摩擦力哪一个达到了最大静摩擦力． 【解析】 经过受力分析，A、B之间的静摩 擦力为B、C、D组成的系统提供加速度，加速度 达到最大值的临界条件为A、B间达到最大静摩擦 力，即am＝＝，而绳子拉力FT给C、D组成的系统 提供加速度，因而拉力的最大值为FTm＝3mam ＝，故选B.
超重和失重知识点
超重和失重知识点在我们的日常生活中，经常会体验到一些奇怪的感觉，比如乘坐电梯时的上升和下降，或者在游乐场玩过山车时的加速和减速。
这些感觉其实都与物理学中的超重和失重现象有关。
今天，咱们就来好好聊聊超重和失重的那些事儿。
首先，咱们得搞清楚什么是超重和失重。
简单来说，超重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；而失重呢，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。
为了更直观地理解这两个概念，咱们来想象一个场景。
假设你站在一个体重秤上，当电梯加速上升时，你会感觉自己好像变重了，体重秤的示数也会变大。
这就是超重现象。
因为此时，你受到的向上的加速度，使得支持力大于重力，从而产生了超重。
相反，当电梯加速下降时，你会感觉自己好像变轻了，体重秤的示数变小，这就是失重现象。
此时，向下的加速度导致支持力小于重力。
那超重和失重到底是怎么产生的呢？这就得从牛顿第二定律说起啦。
牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
当物体受到向上的加速度时，合力向上，支持力就会大于重力，出现超重；当物体受到向下的加速度时，合力向下，支持力小于重力，就出现了失重。
在完全失重的情况下，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零。
比如说，当宇航员在太空中绕地球做圆周运动时，他们就处于完全失重的状态。
这是因为他们所受的万有引力全部用来提供向心力，使得他们对飞船内部的物体没有压力和拉力。
超重和失重现象在生活中有着广泛的应用。
比如，在火箭发射时，宇航员会经历强烈的超重；而在跳伞过程中，跳伞员会经历一段失重的阶段。
在工业生产中，利用超重和失重的原理可以进行材料的分离和加工。
接下来，咱们再深入探讨一下超重和失重情况下物体的受力分析。
以一个在竖直方向上运动的物体为例，如果物体向上加速运动，那么它受到的合力方向向上。
此时，重力向下，支持力向上，合力等于支持力减去重力，由于合力向上，所以支持力大于重力，物体处于超重状态。
高中物理：第四章 第9课时 超重与失重
□课前基础预习超重与失重超重：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．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．完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．判断超重、失重状态的方法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．完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零．2.从加速度的角度判断超重：物体具有竖直向上的加速度．失重：物体具有竖直向下的加速度．完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g.超重和失重归纳分析特征状态加速度a视重(F)与重力(mg)的关系运动情况受力分析图平衡a＝0F＝mg 静止或匀速直线运动超重方向向上F＝m(g＋a)>mg向上加速，向下减速失重方向向下F＝m(g－a)<mg向下加速，向上减速□课堂达标练习？1下列关于超、失重的说法中，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思路点拨：超重还是失重取决于加速度的方向.B 解析：从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上．A 、C 、D 中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B 中的运动员处于失重状态．？2一个质量为50 kg 的人站在升降机的底板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m A =5 kg 的物体A ，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N ，如图所示，g 取10 m/s 2，求此时人对底板的压力。
思路点拨：弹簧测力计的示数为视重，升降机所处的运动状态未知，但可由物体A 的运动状态分析求得. 解：以A 为研究对象，对A 进行受力分析，如图所示选向下为正方向，由牛顿第二定律可得m A g - F T =m A a ，所以2TAF a g m =-=m/s 2. 再以人为研究对象，他受到向下的重力m 人g 和底板的支持力F N 仍选向下为正方向，同样由牛顿第二定律可得：m 人g -F N =m 人a ，所以F N =m 人g -m 人a =50×(10-2)N=400 N则由牛顿第三定律可知，人对底板的压力为400 N ，方向竖直向下？3一质量为m=40kg 的小孩子站在电梯内的体重计上．电梯从t =0时刻由静止开始上升，在0s 到6s 内体重计示数F 的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g =10m/s 2．）思路点拨：由图象信息分析电梯在不同阶段的受力并确定电梯的加速度，再根据运动学公式列方程.. 解：小孩重力为G =400N ，由题图知，在0-2s 内，F 1=440N ，F 1＞G ，电梯匀加速上升，则有：加速度11F Ga m-==1m/s 2，2s 末速度为11v a t ==2m/s ，上升高度为211112h a t ==2m 在2-5s 内，F 2=400N ，F 2=G ，电梯匀速上升，则有：上升高度h 2=vt 2=6m. 在5-6s 内，F 3=320N ，F 3＜G ，电梯匀减速速上升，则有：加速度33F Ga m-==-2m/s 2又330v a t -=，说明电梯在第6s 末恰好停止．故在这段时间内电梯上升的高度为h =h 1+h 2+h 3=(2+6+1)m=9m 答：在这段时间内电梯上升的高度是为9m ． □课后综合测验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 ．物体处于完全失重状态时，其重力为零C ．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加或减小了D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化2．跳水运动员从10 m 跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程，以下说法正确的有( ) A ．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B ．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态 C ．上升过程和下落过程均处于超重状态 D ．上升过程和下落过程均处于完全失重状态3．如图所示，A 、B 两物块叠放在一起，当把A 、B 两物块同时竖直向上抛出( )A ．A 的加速度小于gB ．B 的加速度大于gC ．A 、B 的加速度均为gD．A、B间的弹力为零4.如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块.开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时,( )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑5.若货物随升降机运动的v－t图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是()A. B. C. D.6.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上的a的正方向,则人对地板的压力( )A.t=2s时最大B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大D.t=8.5s时最小7.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧测力计，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码．弹簧测力计弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示．则下列分析正确的是( )A．从t1到t2，钩码处于失重状态B．从t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼D．电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼8.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中( )A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．人在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C．人在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．人在c点，人的速度为零，其加速度为零9．一个质量是60 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测力计，弹簧测力计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，他看到弹簧测力计的示数为40 N，g取10 m/s2，求：(1)此时升降机的加速度的大小；(2)此时人对地板的压力．参考☆答案☆与解析1.D【解析】超、失重只是一种表面现象，实际的质量和重力均不变．由于质量不变，惯性不变，所以只有D 正确．2.D【解析】跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均竖直向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重状态，故选D.3.CD【解析】先整体，整体受到重力作用，加速度为g，然后隔离任一物体，可知物体只能受到重力作用加速度才是g，所以两物体间没有相互作用力．4.B5.B6.AD7.ABD8.AB【解析】人在Pa段只受重力作用，a＝g，完全失重，A正确；人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正确；人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重，C错误；人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大，D错误．9. (1)2 m/s2(2)480 N(2)设地板对人的支持力为F N对人由牛顿第二定律可得：F N－Mg＝Ma解得F N＝Mg＋Ma＝60×10 N＋60×(－2) N＝480 N 由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480 N。
超重和失重
当加速度a方向向上时，发生超重现象 当加速度a方向向下时，发生失重现象 三、为什么会产生超重失重现象？
A向上 F-mg=ma A向下 mg-F=ma A向下 且 a=g F=mg+ma >mg F=mg-ma <mg F=mg-ma=0 超重现象 失重现象 完全失重
练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物， 在沿竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中， 他只能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)（设同一个人能提供的最大举力一定）
制造理想的 滚珠轴承
制造泡沫金属
在太空失重的条件下, 会生产出地面上难以生 产的一系列产品,建立空 间工厂已经不再是幻想.
建设中的国际空间站
国际空间站的首批乘员
同学们也可以提出自己 的太空实验设想,展开你想 像的翅膀,为宇宙开发贡献 一份力量吧!
一、什么是超重现象？什么是失重现象？
超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于 物体所受重力的现象，称为失现象，称为失重现象。 二、什么时候会产生超重现象？什么时候会产生失重现象？
当加速度a方向向上时，发生超重现象 当加速度a方向向下时，发生失重现象 三、为什么会产生超重和失重现象？
用牛顿运动定律解释超重失重现象
A向上 F-mg=ma A向下 mg-F=ma A向下 且 a=g
F=mg+ma >mg F=mg-ma F=mg-ma=0 <mg
超重现象 失重现象 完全失重
做一做
航天中的超重失重
• 1、航天员在起飞的时 候受到几倍于自身重 力的压力 • 2、航天器入轨后处于 完全失重状态。 视频展示
（提示重力如何变）
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
高中物理超重与失重的概念
高中物理超重与失重的概念一、超重的定义超重是指物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况。
当物体具有向上的加速度时，会出现超重现象。
超重现象在电梯升降、火箭升空等场景中比较常见。
二、失重的定义失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况。
当物体具有向下的加速度时，会出现失重现象。
失重现象在蹦极、太空飞行等场景中比较常见。
三、超重与失重的产生条件超重与失重的产生条件是加速度的方向。
当物体的加速度向上时，物体处于超重状态；当物体的加速度向下时，物体处于失重状态。
需要注意的是，当物体处于完全失重状态时，物体不受任何力作用，包括重力。
四、超重与失重的应用超重与失重在生活和生产中有广泛的应用。
例如，在航天领域中，超重与失重被用于实现航天器的起飞、变轨和返回；在电梯升降中，超重与失重被用于实现电梯的升降和平衡调节；在蹦极等极限运动中，超重与失重也被用于实现运动的刺激和安全保障。
五、超重与失重的实例1.超重实例：当乘坐电梯上升时，由于电梯的加速度向上，乘客会感到脚底的压力增大，这是超重的表现。
2.失重实例：当乘坐电梯下降时，由于电梯的加速度向下，乘客会感到身体轻飘飘的，这是失重的表现。
3.完全失重实例：在太空中，宇航员处于完全失重的状态，可以在空中自由漂浮。
六、超重与失重的原理探究超重与失重的原理可以从牛顿第二定律和牛顿第三定律两个方面进行探究。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。
当物体所受合外力向上时，会产生向上的加速度，即超重；当物体所受合外力向下时，会产生向下的加速度，即失重。
根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反。
因此，当物体超重时，其支持物受到的压力大于重力；当物体失重时，其支持物受到的压力小于重力。
超重和失重
无法用天平测量物体的质量
超重和失重
某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么 他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下 降的电梯里最多能举起多重的物体？ （g取10m/s2）
超重和失重
课堂练习：
某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么
解：人的重力G=mg=400N, 当升降机匀加速上升时，根据牛顿
分析：测力计的示第数二大定律小可等知于N-m人g=对ma测力计
的压力大小。
N
→N=mg+ma=500N， 根据牛顿第三定律可知，测力计对
v
人的支持力与人对测力计的压力大
小相等，
a
∴测力计的示数为500N。
G
超重和失重
一、超重现象：
例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质 量为40kg，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升， 测力计的示数是多少？（g取10 m/s2)
解：人的重力G=mg=400N, 当升降机匀减速上升时，根据牛
顿第二定律可知mg-N=ma →N=mg-ma=300N，
根据牛顿第三定律可知，测力计
v
对人的支持力与人对测力计的压
a
N
力大小相等， ∴测力计的示数为300N。
G
超重和失重
对超重和失重的进一步认识
例4、前例中，如果升降机以2.5m/s2的加速度减速 上升，测力计的示数又是多少？ （g取10 m/s2)
他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下
降的电梯里最多能举起多重的物体？ （g取10m/s2）
解：因为人的最大举力恒定，本题中，
N v
此人的最大举力为600N，即他在电梯
超重失重原因及常见现象
超重失重原因及常见现象超重和失重是两个相反的概念，超重指的是体重超过正常范围，而失重则是指体重低于正常范围。
本文将分别讨论超重和失重的原因以及常见现象。
超重的原因可以归结为以下几个方面：1. 不合理的饮食习惯：过多的高脂肪、高糖分食物摄入是导致超重的主要原因之一。
例如，过量的碳水化合物和脂肪会被转化为体内脂肪储存起来。
2. 缺乏运动：现代社会生活方式使得运动变得越来越少。
长时间的久坐、缺乏体育锻炼和有氧运动都会导致能量消耗不足，导致体重增加。
3. 基因和遗传：有些人天生就容易胖，这与基因有关。
如果家族中有肥胖病例，那么患者的超重风险就会增加。
4. 环境和社会因素：现代社会充满各种诱人的美食和便利的食品，例如快餐店和零食。
此外，人们面临的工作压力、睡眠不足和精神紧张等因素也会导致超重。
常见的超重现象包括：体重增加、腹部脂肪堆积、血脂异常、血压升高、糖尿病风险增加等。
失重的原因可以归结为以下几个方面：1. 不良的饮食习惯：极端节食、暴饮暴食以及营养不均衡的饮食习惯都会导致体重过低。
2. 消化系统问题：例如肠道吸收障碍、慢性胃炎等，这些问题可能导致食物不良吸收，导致营养不足，进而导致体重降低。
3. 全身性疾病：例如甲状腺问题、糖尿病等，这些疾病会影响新陈代谢和体内能量分配，导致体重减轻。
4. 心理问题：厌食症和神经性贪食症是导致体重过低的心理问题之一。
厌食症患者会担心超重，导致极端节食，进而造成体重减轻。
常见的失重现象包括：体重减轻、肌肉萎缩、疲劳、免疫力下降等。
总结来说，超重和失重都是个人饮食习惯、运动习惯、遗传因素和环境因素综合作用的结果。
合理的饮食结构、适量的运动和健康的生活方式对于维持适宜的体重非常重要。
此外，如果出现明显的超重或失重现象，应当及时就医，排除潜在的疾病问题。
第6节 超重和失重
FN
v
mg
FN－mg＝ma ＝
FN ＝910N
根据牛顿第三定律， 根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等 于910N，方向竖直向下。 ，方向竖直向下。
在升降机中测人的体重， 在升降机中测人的体重，已知人的 质量为40 40kg 质量为40kg (1)若升降机以2.5m/s 的加速度匀 若升降机以2.5 (1)若升降机以2.5m/s2的加速度匀 a 加速下降，台秤的示数是多少？ 加速下降，台秤的示数是多少？ (2)若升降机自由下落， 若升降机自由下落 (2)若升降机自由下落，台秤的示数 又是多少？ 又是多少？
a
FN
v
mg
视重大于重力
超重和失重 物体对支持物的压力 (或对悬挂物的拉力) 大于物体所受到的重 大于 力的情况称为超重 超重现 超重 象。
用弹簧秤测物体 的重力时， 的重力时，突然 向下减速， 向下减速，弹簧 秤的示数如何变 化？
可以看出产生超重现象的条件:
物体存在向上的加速度 物体存在向上的加速度
v
mg
视重小于重力
超重和失重 物体对支持物的压 力(或对悬挂物的拉 力) 小于物体所受到 小于物体所受到 的重力的情况称为 失重现象 现象。 失重现象。
超重与失重
趣味小实验2
在塑料瓶下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口， 然后往瓶里加满水。 把堵小孔的手移去，可看到小孔 处有水喷射出。 分析：这是因为液体受到重力而使内部存在压力，小 孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的 水流出。 让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是 为什么？ 分析：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状 态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力， 小孔没有水流出。
物体（或物体系的一部分）具 有竖直向上的加速度（或加速 度分量）
情景3：质量为m的物体放在电梯地板上， 当电梯以加速度a加速下降时 （1）分析物块的受力情况：（画出受力分 析图） （2）根据牛顿运动定律求出物块对地板的 压力： （3）此时物块超重还是失重？在该情景中， 物块的重力是否改变了？
析：因匀加速下降，故a、v同向。a方向向下。
F-m3g=m3a m3=48kg
G
针对训练
谢谢大家！
析：因匀加速上升，故a、v同向。a方向向上。
解：对人受力分析如图， 由牛顿第二定律知， N-mg=ma 故N=m(g+a)>mg 由牛顿第三定律知，地板对人的支持 力N与人对地板的压力N`是一对作用 力与反作用，故N`=N=m(g+a)。
G
N
1、超重 定义：物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 大于物体所受到 的重力的现象。 超重条件（本质）：
解：对物体受力分析如图，
N
由牛顿第二定律知，
mg-N=ma 故N=m(g-a)<mg 由牛三知，地板对物体的支持力N 与物体对地板的压力N`是一对作 用力与反作用，故N`=N=m(g-a)
G
2、失重 定义：物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 小于物体所受到 的重力的现象。 失重条件（本质）：
超重与失重
新知讲解
四、发射航天器的超重现象 1、火箭发射
火箭发射时向上的加 速度很大，火箭底部所承受 的压力要比静止时大得多。
F N > mg
FN
av mg
新知讲解
2、载人航天
如果是载人航天，在火箭发射阶段， 航天员要承受数倍于自身体重的压力。只 有很好地研究材料、机械结构、人体自身 所能承受的压力问题，才能使火箭成功发 射、航天员顺利飞向太空。
板书设计
三、完全失重 向下的加速度a=g时，物体对支持物（或悬挂物）完全
没有作用力。 四、航天器的超重现象 1、火箭发射 2、载人航天发射
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
超重和失重
新知导入
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？
mg
所以属α于向超上重现视象重。>重力 超重现象
新知讲解
（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。
新知讲解
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。
新知讲解
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。
新知讲解
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。
超重和失重
二、产生超重现象和失 重现象的条件
测重力
视重:
测力计上的读数
实重:
物体实际的重力
G
N
实重
在什么条件下， 视重和实重是相
等的？
G
静止或者匀
速运动
视重
F压
电梯中的怪现象
仔细观看电梯从1楼到5楼，以及从5楼到1楼时，体 重计示数的变化。
电梯里测体重
过程 楼层 运动形式 视重
1层
静止 58kg
上 1---2层 加速上升 63kg 升 2---4层 匀速上升 58kg
完全失重
完全失重现象: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。
自由落体运动 a g处于外太空中
思考：中间吊着钩码的长钢尺自由释放时，观察一 下钢尺形变的变化，请解释。
小结
（1）什么是超重和失重现象 （2）出现超重和失重现象的条件 （3）对超重和失重及完全失重现象的解释
观察比较
视重 63kg
速度方向 上
加速度 方向
上
53kg
上
下
50kg
下
下
63kg
下
上
状态 超重 失重 失重 超重
当物体具有向上的加速度时，发生超重现象。 当物体具有向下的加速度时，发生失重现象。
三、对超重和失重现 象的解释
加速上升 （超重）
N
a
v
mg
F合 = ma N-mg = ma N = ma + mg
减速上升 （失重）
N
a
v
mg
F合 = ma mg-N = ma N = mg - ma
思考：当电梯自由落体时，即电梯具有向下 a=g 的加速度时。台秤对人的支持力是多少？ 人对台秤的压力是多少？
超重和失重
完全失重现象
完全失重：当物体向下的加速度等于g时，物体对水 平支持面的压力（或对悬挂物的拉力）等于零。这种 状态称为完全失重状态。
产生条件：物体具有竖直向下的加速度且a=g
感受：
航天飞机内的完全失重现象
感受：
杨利伟太空之旅
想一想
处于完全失重状态下，下列物品不能正常使用的是：
A．天平 B．刻度尺 C．温度计 D．弹簧秤
小结 1、什么是超重、失重和完全失重？
2、产生超重、失重和完全失重的条件是什么？
3、物体处于超重或失重状态时，物体重力并没改变
例题 物体在月球表面上受到月球的引力约为在地球 表面受到地球引力的1/6，在月球上称体重时肯定 比在地球上轻，这种情况是失重吗？ 由于物体在月球表面上受到月球的引力约为在 地球表面受到地球引力的1/6，人在月球上行走很 不习惯，我们学习了超重失重，请同学们根据本节 课所学内容，设计一种方案，来模拟月球空间，为 登月宇航员做练习。
课外探究 在未来几年内，我国将建立自己的空间实验 室，并允许搭载一些中学生提出的实验方案。 在完全失重的空间站内，你将提出什么独特 的实验方案？Βιβλιοθήκη 观察 电梯向上运动观察
电梯向下运动
结论 超重现象：物体对水平支持面的压力（或对悬挂物的 拉力）大于物体所受重力，这种情况称为超重现象．
产生条件：物体具有竖直向上的加速度
失重现象：物体对水平支持面的压力（或对悬挂物的 拉力）小于物体所受重力，这种情况称为失重现象．
产生条件：物体具有竖直向下的加速度
什么是超重，失重现象呢？
超重：当重物竖直向上加速运动时，测力
计读数要大于物体所受的重力，物理学中把 物体对悬挂物的拉力大于物体所受重力的现 象称为超重现象
超重和失重的理解
超重和失重的理解
超重和失重是物体在受到加速度作用时，对支持物的压力（或对悬绳的拉力）与物体本身重力之间的关系。
它们描述了物体在特定条件下的力学现象。
超重：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）大于物体本身重力的现象。
例如，在电梯加速上升或减速下降时，电梯内的物体就会处于超重状态。
超重并不一定意味着物体一定是在向下运动，只要具有向上的加速度，物体就可能处于超重状态。
失重：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）小于物体本身重力的现象。
例如，在电梯加速下降或减速上升时，电梯内的物体就会处于失重状态。
失重同样并不一定意味着物体一定是在向上运动，只要具有向下的加速度，物体就可能处于失重状态。
完全失重：当物体的加速度等于重力加速度（如自由落体运动或竖直上抛运动）时，物体对支持物的压力为零，即物体处于完全失重状态。
在太空中，由于缺乏重力作用，宇航员和物体都处于完全失重状态。
总的来说，超重和失重描述了物体在受到加速度作用时，重力与支持力之间的关系。
它们并不涉及物体的运动方向，而是关注物体所承受的力和重力的关系。
超重表示物体对支持物的压力大于重力，失重则表示压力小于重力。
完全失重则表示物体对支持物的压力为零。
这些现象在生活中的电梯、飞机和宇宙飞船等场景中都有所体现。
超重与失重现象
F′ = F > G
F
α
F′ mg
总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大 于物体所受重力的现象称为超重现象。
（二）失重现象
设重物的质量为m，弹簧秤和重物有向 下的加速度α时，重物受力如图：
F ′ F合 = G - F = m α
a F
mg
故：F = G - m α < G
B、先小于G，后大于G,最后等于G
C、大于G
D、小于G
过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度
增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终
速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速
度向上（超重）。
思考
人在站起过程，情况又是怎样 ？
练习3、原来做匀速运动的升降机内，有一 被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A 静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧 拉向右方，由此可以判断，此升降机的运
F′
平 衡 时G
F′
a G
F′
a G
1、弹簧秤挂一重物G保持静止时，弹簧秤示数 F′=G
2、弹簧秤和物体一起加速上升,弹簧秤示数大于 物体的重力，即：F′ > G
3、弹簧秤和物体一起加速下降,弹簧秤示数小于 物体的重力，即： F′ < G
F′
平 衡 时G
F′
a G
F′
a G
1、弹簧秤挂一重物G保持静止时，弹簧秤示数 F′=G
当重物向下的加速度 α = ɡ时，F合=mɡ-0 该物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为
零，这就是“完全失重”现象。
练习1、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿 竖直方向以某一加速度做匀变速运动的电梯中，他只能举 起250N的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s2)（设同 一个人能提供的最大举力一定）
超重与失重
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． 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． 3．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， 大小等于测力计所受物体的拉力或台秤所 受物体的压力．
在空心小球加速上升的同时，同体积的“水球” 以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占 据的空间．处于失重状态，该“水球”的质量 为m′＝ρ水V＝1.2kg. 这时台秤对容器的支持力为 F＝40N＋ma－m′a＝40N＋1×2N－1.2×2N＝ 39.6N. 根据牛顿第三定律，台秤所受的压力(即台秤的 读数)为 F′＝40N＋ma－m′a＝39.6N.
五、超(失)重含义的外推 例 3: 一个质量为 m 的物体在轻绳牵引下沿竖直方 向以加速度 a 作匀变速运动．请分别求出物体向 上、向下做加速运动时绳子的拉力。
F上= mg + ma
平衡时 的拉力 超重量与 失重量
F下= mg - ma
练习1:如图，箱个杆质量为M，小环质量为m，当环 沿杆以g/3加速下滑时，箱对地的压力为多大？
如图所示，台秤上有一装水容器，容器底 部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体 积为1.2×10－3m3，质量为1kg.这时台秤的读数 为40N；剪断细线后，在小球上升的过程中，台 秤的读数是多少？(ρ水＝1×103kg/m3)
39.6N
[解析] 剪断细线后，空心小球加速上升， 处于超重状态，根据牛顿第二定律得 ρ水gV－mg＝ma. 解得空心小球的加速度为
练习： “蹦极”是一项非常刺激的体育运动。 某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点 是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点， b是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从P点 落下到最低点c的过程中 A．人在Pa段作自由落体运动，处于完全失重 状态 B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失 重状态 C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失 重状态 D．在c点，人的速度为零，其加速度为零
失重与超重资料课件
失重与超重的生理影响
失重与超重的应用领域
介绍了失重和超重在航天、航空、娱 乐等领域的应用，并讨论了其对社会 经济的影响。
总结了长期处于失重或超重状态对人 体的生理影响，如骨质疏松、肌肉萎 缩、心血管功能下降等。
对未来发展趋势进行展望
01
太空旅游的发展
随着科技的进步，太空旅游逐渐成为可能。未来将有更多的人体验失重
长期处于失重状态会对 免疫系统产生负面影响，
增加感染风险。
长期处于超重状态下人体变化
01
02
03
04
肥胖
超重状态下，脂肪积累过多， 导致肥胖及相关疾病风险增加。
关节负担增加
超重会增加关节负担，加速关 节磨损和退行性变。
心血管疾病风险
超重会增加高血压、冠心病等 心血管疾病的风险。
代谢综合征
超重容易导致代谢综合征，包 括高血糖、高血脂等异常代谢
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
ONE
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失重与超重资料课件
目 录
• 失重与超重基本概念 • 失重现象分析 • 超重现象分析
PART 01
失重与超重基本概念
失重定义及产生原因
失重定义
物体在竖直方向上受到的支持力 或拉力小于物体所受重力，称为 失重现象。
产生原因
物体具有向下的加速度，如减速 上升或加速下降。
超重定义及产生原因
航空航天器中的乘客舒适性问题
航空航天器在飞行过程中，需要关注乘客的舒适性问题，如座椅设计、舱内环境等，以减 轻超重和失重带来的不适。
PART 06
总结与展望
对本节课内容进行回顾总结
失重与超重的基本概念
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A
B
C
D
第8题图 第9节 超重和失重现象
1.2011年理综天津卷
9．（1）某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G ，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G ，由此判断此时电梯的运动状态可能是 。
【解析】物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。
2.2015年江苏卷6. 一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度 a 随时间 t 变化的图线如图所示，以竖直向上为 a 的正方向，则人对地板的压力 （ AD ）
(A)t = 2 s 时最大
(B)t = 2 s 时最小
(C)t = 8.5 s 时最大
(D)t = 8.5 s 时最小
解析：由题意知在上升过程中F-mg=ma ，所以向上的加速度越大，人对电梯的压力就越大，故选项B 错A 正确；由图知，7s 后加速度向下，由mg-F=ma 知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，所以选项C 错D 正确。
3.2018年浙江卷（4月选考）8．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作。
下列F-t 图像能反映体重计示数随时间变化的是（ C ）
解析：下蹲时先加速下降，后减速下降，故先失重，后超重，F 先小于重力，后大于重力，C 正确。
4.2012年理综山东卷
16．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t 图像如图所示。
以下判断正确的是（ ）
A ．前3s 内货物处于超重状态
B ．最后2s 内货物只受重力作用
C ．前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同
D ．第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒
答：AC
-1
解析：根据v-t 图像可知，前3s 内货物向上做匀加速直线运动，加速度向上，处于超重状态，选项A 正确；最后2s 内货物做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s 3=∆∆=
t v a ，受重力和拉力作用，选项B 错误；根据匀变速直线运动平均速度公式02
t v v v +=，前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同，都为3m/s ，选项C 正确；第3s 末至第5s 末的过程中，货物匀速上升，机械能不守恒，选项D 错误。
5.2016年上海卷7.在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。
若减小风力，体验者在加速下落过程中
（A ）失重且机械能增加 （B ）失重且机械能减少
（C ）超重且机械能增加 （D ）超重且机械能减少
【答案】B
【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重 力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B 正确。
6.2014年理综北京卷
18.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。
例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。
对此现象分析正确的是 （ ）
A ．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B ．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C ．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D ．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
【答案】D
【解析】物体在手掌的推力作用下，由静止竖直向上加速时，物体处于超重状态，当物体离开手的瞬间，物体只受重力作用，处于完全失重状态，故A 、B 错误；物体离开手的瞬间，只受重力作用，物体的加速度等于重力加速度，故C 错误；物体离开手的前一时刻，手与物体具有相同的速度，物体离开手的下一时刻，手的速度小于物体的速度，即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内，手的速度变化量大于物体的速度变化量，故手的加速度大于物体的加速度，也就是手的加速度大于重力加速度，故D 正确。
7.2015年理综重庆卷5．若货物随升降机运动的v-t 图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是 （ B ）
解析：由题图知，第1段时间做向下的匀加速运动，（加速度向下，失重，F <mg ）；第2段时间做向下的匀速运动（平衡，F =mg ）；第3段时间做向下的匀减速运动，（加速度向上，超重，F >mg ）；
第4段时间为向上的匀加速运动，（加速度向上，超重，F >mg ）；第5段时间为向上的匀速运动（平衡，F =mg ）；第6段时间为向上的匀减速运动，（加速度向下，失重，F <mg ）；综上所述可知图像B 正确。
8.2015年海南卷9．如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时 （ BD ）
A ．物块与斜面间的摩擦力减小
B ．物块与斜面间的正压力增大
C ．物块相对于斜面减速下滑
D ．物块相对于斜面匀速下滑
解析：当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，物体超重，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式F f =μF N ，可知接触面间的正压力增大，物体与斜面间的摩擦力增大，故A 错误B 正确；设斜面的倾角为θ，物体的质量为m ，当匀速运动时有θμθcos mg sin mg =，即θμθcos sin =，假设物体以加速度a 向上运动时，有θcos )a g (m N +=，θμcos )a g (m N +=，因为θμθcos sin =，所以θμθcos )a g (m sin )a g (m +=+，故物体仍做匀速下滑运动，C 错误D 正确。