超重与失重_讲解以及应用
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
超重与失重概述课件
超重与失重的应用实例
航天器
在航天器中，航天员处于失重状态，这使得在太空中进行实验和生产成为可能。
电梯
在电梯启动和停止时，乘客会感受到超重和失重现象，这是由于电梯的加速度变 化所引起的。
03
超重与失重的实验验证
实验目的
验证超重与失重的现 象及产生条件。
加深对牛顿第二定律 和牛顿第三定律的理 解。
总结词
超重与失重不会改变物体的质量，只是改变了物体所受重力的表现情势。
详细描述
物体的质量是固定的，不会因为超重或失重而产生改变。超重与失重只是改变了物体所受重力的表现情势，即物 体对支持物的压力或悬挂物的拉力。
对物体运动状态的影响
总结词
超重状态下，物体加速下落或减速上升 ；失重状态下，物体减速下落或加速上 升。
两种状态。
物理现象
超重表现为物体对支持物的压 力大于重力，失重表现为物体 对支持物的压力小于重力。
产生原因
超重和失重现象的产生是由于 物体加速度的方向与重力方向 的关系决定的。
实例分析
电梯升降、蹦床、过山车等运 动过程中都存在超重和失重现
象。
超重与失重的未来发展
理论深化
应用拓展
随着物理学的不断发展，超重和失重的理 论将不断深化和完善，为解决实际问题提 供更精确的指点。
失重的定义
总结词
失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况。
详细描述
当物体在竖直方向上加速降落或减速上升时，会受到一个向 下的力，这个力小于重力，导致物体对支持物的压力减小， 即为失重状态。
超重与失重的物理意义
总结词
超重与失重是物体在加速度方向上的作用力与反作用力的体现，是牛顿第二定律在重力场中的应用。
《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。
牛顿第二定律应用之二超重失重
四 牛顿第二定律应用之三——解释超重失重现象1．超重、失重现象．超重、失重现象(1)(1)超重：物体对支持物的压力超重：物体对支持物的压力超重：物体对支持物的压力((或对悬挂物的拉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．大于物体所受重力的情况称为超重现象．(2)(2)失重：物体对支持物的压力失重：物体对支持物的压力失重：物体对支持物的压力((或对悬挂物的拉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．小于物体所受重力的情况称为失重现象．2．关于超重和失重的理解．关于超重和失重的理解(1)(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．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．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)(2)物体处于超重还是失重状态，物体处于超重还是失重状态，物体处于超重还是失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，不在于物体向上运动还是向下运动，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而是取决于加速度方向是向上还是向下．上还是向下．★①超重时物体的加速度方向竖直向上，但是物体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失重时物体的加速度方向竖直向下，但是物体既可以是向下做加速运动，也可以是向上做减速运动；③尽管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0¹y a ，则当y a 方向竖直向上时，方向竖直向上时，物体处于超重状态，物体处于超重状态，物体处于超重状态，当当y a 方向竖直向下时，方向竖直向下时，物体处于失重状态．物体处于失重状态．(3)(3)当物体处于完全失重状态时，当物体处于完全失重状态时，当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有重力只产生使物体具有a ＝g 的加速度效果，不再产生其它效果．(4)(4)处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为)a g V F +（＝排浮r 和)a g V F -（＝排浮r ，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．即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力．【例题1】如图3—33所示，在减速运动的升降机里，天花板上的细线悬挂小球A ，下面依次连接一轻弹簧秤和小球B ．已知m A =m B ＝5kg 5kg，弹簧秤读数为，弹簧秤读数为40 N 40 N．则升降机处于超重还是失重状态．则升降机处于超重还是失重状态．则升降机处于超重还是失重状态??是在上升还是在下降在上升还是在下降??若某时刻剪断细线，线断的瞬间，若某时刻剪断细线，线断的瞬间，A A 与B 球的加速度大小、方向如何球的加速度大小、方向如何?(g=10m ?(g=10m ?(g=10m／／s 2)【例题【例题2】如图3—35所示，斜面C 的质量为M=20 kg M=20 kg，倾角，倾角θ=37=37°，物体°，物体A 的质量m 1=lOkg =lOkg，，B 的质量m 2=2kg =2kg．当．当A 以加速度a=2.5 m a=2.5 m／／s 2沿斜面向下做加速运动时，斜面保持静止．求斜面对地的压力是多大速运动时，斜面保持静止．求斜面对地的压力是多大?(g ?(g 取10m 10m／／s 2)【例题【例题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在木球上浮的过程中((不计水的阻力阻力))，则台秤上的示数，则台秤上的示数( ) ( )A A．增大．增大．增大 B. B. B.减小减小减小C. C.不变不变不变 D D D．无法确定．无法确定．无法确定 答案答案B解析： 系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，因为相应体积水的质量大于球的质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小．大于球的质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小．【例题【例题4】如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以加速度a(a<g)a(a<g)下降时下降时下降时( ) ( )A A．弹簧的伸长量将比静止时减小．弹簧的伸长量将比静止时减小．弹簧的伸长量将比静止时减小B B．弹簧的伸长量将比静止时增大．弹簧的伸长量将比静止时增大．弹簧的伸长量将比静止时增大C. C. 弹簧的伸长量与静止时相等弹簧的伸长量与静止时相等弹簧的伸长量与静止时相等D D．弹簧的伸长量为零．弹簧的伸长量为零．弹簧的伸长量为零答案：答案：A A【例题【例题5】某人站在一台秤上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数】某人站在一台秤上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数((不考虑台秤的惯性不考虑台秤的惯性) ( ) ) ( )A A．先变大后变小，最后等于他的重力．先变大后变小，最后等于他的重力．先变大后变小，最后等于他的重力B B．变大，最后等于他的重力．变大，最后等于他的重力．变大，最后等于他的重力C C．先变小，后变大，最后等于他的重力．先变小，后变大，最后等于他的重力．先变小，后变大，最后等于他的重力D D．变小，最后等于他的重力．变小，最后等于他的重力．变小，最后等于他的重力答案：答案：C C【例题【例题6】如下图质量为M 的粗糙斜面上有一，质量为m 的木块匀减速下滑，则地面受到的正压力应当是地面受到的正压力应当是 ( ) ( )A ．等于．等于(M+m)gB (M+m)g B (M+m)g B．大于．大于．大于(M+m)g c (M+m)g c (M+m)g c．小于．小于．小于(M+m)g D (M+m)g D (M+m)g D．无法确定．无法确定．无法确定超重和失重·典型例题解析【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1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10m/s 2)：(1)当弹簧秤的示数T 1＝40N ，且保持不变．，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T 2＝32N ，且保持不变．，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T 3＝44N ，且保持不变．，且保持不变．解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用．规定竖直向上方向为正方向．向上方向为正方向．(1)当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，解得这时，解得这时电梯的加速度＝－＝－×＝，由此可见，电梯处于a 404104m /s 012T mg m 1静止或匀速直线运动状态．静止或匀速直线运动状态． (2)当T 2＝32N 时，根据牛顿第二定律有T 2－mg ＝ma 2，解得这，解得这时电梯的加速度＝＝＝－．式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404--/示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．降或减速上升．(3)当T 3＝44N 时，根据牛顿第二定律有T 3－mg ＝ma 3，解得这时，解得这时电梯的加速度＝＝－＝．为正值表示电梯a 44404m /s 1m /s a 3223T mg m 3-的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取10m/s 2) 解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F ＝m 1g ＝120×10N ＝1200N ，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度的加速度对于重物，－＝，所以＝＝－×＝；F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323－＝，得＝＝－＝．F g a -2点拨：题中的一个隐含条件是：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．改变．【例3】如图24－2所示，是电梯上升的v ～t 图线，若电梯的质量为100kg ，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s 之间、2～6s 之间、6～9s 之间分别为多大？(g 取10m/s 2) 解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v －t 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24－2所示：所示：(1)由v －t 图线可知，0～2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ，其加速度a 1＝(v t －v 0)/t ＝3m/s 2由牛顿第二定律可得F 1－mg ＝ma 1解得钢绳拉力解得钢绳拉力 F 1＝m(g ＋a 1)＝1300 N (2)在2～6s 内，电梯做匀速运动．F 2＝mg ＝1000N (3)在6～9s 内，电梯作匀减速运动，v 0＝6m/s ，v t ＝0，加速度a 2＝(v t －v 0)/t ＝－2m/s 2 由牛顿第二定律可得F 3－mg ＝ma 2，解得钢绳的拉力F 3＝m(g ＋a 2)＝800N ．点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v ～t 图线中找出有关的已知条件．图线中找出有关的已知条件．【问题讨论】在0～2s 内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？拉力是变化的，还是恒定的？在2～6s 内，电梯的速度始终为0～9s 内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？梯的钢绳拉力又如何？在6～9s 内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例4】如图24－3所示，在一升降机中，物体A 置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A 恰好静止不动，若升降机以加速度g 竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是体受力的说法中正确的是[ ] A ．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B ．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C ．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D ．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨：(1)当物体以加速度g 向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．零，因而支持物对其的作用力亦为零．(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．答案：D 【例5】如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m 1＝m 2＋m 3，这时弹簧秤的读数为T ．若把物体m 2从右边移到左边的物体m 1上，弹簧秤的读数T 将[ ] A ．增大．增大B ．减小．减小C ．不变．不变D ．无法判断．无法判断 点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T 的变化情况，则当m 2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于由于m 1＋m 2＞m 3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T ＜(m 1＋m 2＋m 3)g ．而m 2移至m 1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T 0＜(m 1＋m 2)g ；由于右边物体m 3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T 0＞m 3g ．(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m 1、m 2、m 3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T 0，而弹簧秤读数T ＝2T 0，即可求解．，即可求解．答案：B 跟踪反馈1．金属小筒的下部有一个小孔A ，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中[ ] A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B ．水不再从小孔中喷出．水不再从小孔中喷出C ．水将以较小的速度从小孔中喷出．水将以较小的速度从小孔中喷出D ．水将以更大的速度从小孔中喷出．水将以更大的速度从小孔中喷出2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T ，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G ＞T ，要使下滑时绳子不断，则运动员应该，要使下滑时绳子不断，则运动员应该[ ] A ．以较大的加速度加速下滑．以较大的加速度加速下滑B ．以较大的速度匀速下滑．以较大的速度匀速下滑C ．以较小的速度匀速下滑．以较小的速度匀速下滑D ．以较小的加速度减速下滑．以较小的加速度减速下滑3．在以4m/s 2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g 取10m/s 2)，则，则[ ] A ．天平的示数为10kg B ．天平的示数为14kg C ．弹簧秤的示数为100N D ．弹簧秤的示数为140N 4．如图24－5所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为。
超重和失重的概念和表达式
超重和失重是物体在不同环境中所表现出的两种状态。
它们是物理学中关于重力作用的重要概念，并在航天、运动、医学等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍超重和失重的概念及其表达式，并探讨它们在不同情境下的特点和影响。
一、超重的概念及表达式在地球表面，我们所处的环境下，物体受到地球引力的作用，因此称之为正常重力状态。
而当物体所受到的重力超过其实际重量时，我们则称之为超重。
1. 超重的表达式超重可以通过以下公式来表示：N = mg其中，N表示物体所受的重力或称为支持力，m表示物体的质量，g表示重力加速度。
2. 超重的特点超重状态下，物体所受的重力大于其实际质量，给人一种身体被压迫的感觉。
这种状态常常出现在高加速度的情况下，例如坐过山车、进行飞行器冲压训练等。
在这些情况下，人体会感受到额外的压力，身体会变得笨重并且难以移动。
3. 超重的影响超重对物体和人体都会产生一定的影响。
对于物体而言，超重状态下会增加其受力和压力，可能导致结构变形或损坏。
对于人体而言，超重状态下会增加骨骼和肌肉的负担，可能引发不适和运动障碍。
因此，在设计飞行器、运动设备等时，需要考虑超重对物体和人体的影响，以确保其安全性和可靠性。
二、失重的概念及表达式与超重相对应的是失重状态，当物体所受的重力小于或等于零时，我们称之为失重。
失重状态常常在无重力或微重力环境中出现，例如太空中或水下。
1. 失重的表达式失重状态下，物体所受的重力为零，因此其表达式可以表示为：N = 02. 失重的特点失重状态下，物体和人体的重量感消失，看似没有质量。
在太空中，宇航员会经历失重状态，他们可以漂浮在舱内，身体会失去对地面的依赖。
这种状态给人一种自由飘荡的感觉，但同时也会影响身体的正常功能，例如肌肉萎缩、骨质流失等。
3. 失重的影响失重状态下，物体和人体的可控性和稳定性减弱。
在太空中，宇航员需要通过特殊训练来适应失重环境，并使用工具和设备来实现各种任务。
失重状态也对实验和科学研究有重要意义，可以探索物质在无重力环境下的行为和特性。
超重和失重问题及其拓展
超重和失重问题及其拓展刘清发超重和失重现象是很重要的物理现象，在实际应用中如果能灵活地运用此现象处理问题，将会受益匪浅。
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）大于物体所受重力的现象叫做超重。
2. 失重：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。
二、能够发生超重或失重现象的条件1. 发生超重现象的条件：当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态，即不管物体如何运动，只要具有向上的加速度，物体就处于超重状态。
2. 发生失重现象的条件：当物体做向下加速运动或向上做减速运动时，物体均处于失重状态，即不管物体如何运动，只要具有向下的加速度，物体就处于失重状态。
3. 拓展：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。
例1. 在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是（）A. 水银温度计B. 体重计C. 打点计时器D. 天平E. 连通器F. 水银压力计G. 密度计H. 弹簧秤解析：在太空站中的物体处于完全失重状态，与重力有关的物理现象全部消失，故答案为A、C、H。
三、物体的视重与实重=；视1. 定义：实重即物体的实际重力，在地面附近物体的实重与质量的关系为G mg重即表面上看起来物体有多重，它的大小为物体对支持物的实际压力或者对悬挂物实际的拉力的大小。
2. 实重与视重的关系设物体的质量为m，物体向上或者向下的加速度为a，当地的重力加速度为g，则（1）超重时：-=由牛顿第二定律得：F mg ma视=+则F mg ma视视重等于实质加上ma ，视重比实重超出了ma 。
（2）失重时：由牛顿第二定律得：mg F ma -=视则F mg ma 视=-视重等于实重减去ma ，视重比实重“失去”了ma 。
例 2. 某人在一以252./m s 的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起质量为m kg =80的物体，则该人在地面上最多能举起质量M 为多少的重物？（g m s =102/）解析：无论人在地面上还是在匀加速下降或者上升的电梯里，该人向上的最大举力是不变的，升降机匀加速下降，说明物体处于失重状态，举力 ()F mg ma N N =-=⨯-=801025600. 所以在地面上M F gkg ==60，故此人在地面上最多能举起60kg 的物体。
超重和失重的实战应用教案
本文将会探讨超重和失重的实战应用教案，介绍相关的理论知识和实践技能，让大家了解如何在实际生活与工作中运用超重和失重的技术。
一、理论知识1.超重和失重的含义超重和失重都是空间中的特殊状态。
超重指的是受到超过重力的约束，体验到的加速度大于 1G，而失重则是当物体受到的加速度为零时，即重力和惯性力抵消时，会有一种轻飘的感觉。
在实际生活和工作中，人们可以运用这种特殊状态进行一些特殊的表演和活动。
2.超重和失重的应用领域超重和失重的应用领域非常广泛。
在娱乐和体育方面，超重和失重，可以用于游乐园的模拟环境中，模拟太空探险、NASA宇航员训练等活动。
超重和失重也可以应用于影视拍摄中，例如《星球大战》和《逃出绝命镇》等影片，都使用了失重效果。
在航空航天领域，超重和失重也可以用来帮助宇航员训练，在卫星制造中，超重和失重也可以用来测试卫星的稳定性。
二、实践技能1.超重和失重的训练进行超重和失重训练的目的是帮助人们适应这种特殊状态，提高身体的耐受性和控制能力。
超重和失重的训练方法主要有以下几种：(1)重物训练法：利用引力和重力，通过负重器械，进行负重训练，以增加自身负载，提高身体的负荷承受能力。
(2)模拟失重训练法：通过深入了解失重环境和特点，使用模拟装置进行体验式能力提升和失重时间的增加。
(3)仿真训练法：在重力环境内，模拟失重的情况，通过全面的三维模拟技术，可以让人们身临其境地感受失重的效果。
2.超重和失重的实践应用在实际应用过程中，超重和失重可以用于以下几个方面：(1)影视及舞台表演：利用特殊效果和技术手段，模拟出超重和失重的效果，为影视表演和舞台表演增添生动的色彩和意境。
(2)太空科技开发：超重和失重可以被用于测试卫星稳定性等领域中，通过模拟出太空环境进行实验，发展更先进的空间技术。
(3)体育竞技：超重和失重是最具特殊性的竞技形式之一，例如游泳、跳水等，通过贡献出自己的力量，创造更加出色的表现。
(4)宇航员训练：宇航员需要在失重环境中完成各种活动，失重和超重的训练是必不可少的一环，可以提高宇航员的身体素质和调节能力。
超重与失重汇总课件
超重失重在太空探索中的作用
导航与控制
在太空探索中，超重失重研究 对于航天器的导航和控制具有 重要作用，例如通过重力场的 变化来精确控制航天器的姿态
和轨道。
生命保障
超重失重研究可以帮助更好地了解 在太空环境中人体的生理变化，为 宇航员在太空中的生命保障提供支 持。
科学研究
超重失重研究可以帮助科学家更好 地了解宇宙中的物质分布、星体演 化等科学问题。
03
相对论中的失重
当物体在强引力场中时，根据爱因斯坦的相对论效应，物体会出现“引
力质量”减少的现象，从而使得物体所受重力减小，产生失重现象。
量子力学与超重失重现象
量子力学 量子力学是研究物质和能量在极小尺度上的行为的物理学 分支。在量子力学中，物体的位置和能量不再是经典物理 学中的连续值，而是具有量子化的特性。
02
超重与失重的实验验证
实验一：电梯升降实验
总结词
通过实际乘坐电梯，观察和体验超重和失重的感觉，验证了超重和失重的存在。
详细描述
在电梯向上加速和向下减速时，乘客会感到超重，因为需要更大的力量才能保 持站立；而在电梯向下加速和向上减速时，乘客会感到失重，因为身体感觉轻 盈，难以维持平衡。
实验二：蹦极跳实验
用弹簧秤悬挂一物体，在静止状态下读取读数，得到物体的重力。
将物体向上加速或向下减速，观察弹簧秤的读数变化，即可判断物体是否处于超重 或失重状态。
超重与失重的物理模型
模型二：牛顿第二定律法
根据牛顿第二定律，物体受到的合力等于其质量乘以加速度。
当物体向上加速或向下减速时，加速度方向与重力方向相反，物体受到的合力小于重力，即 处于超重状态；反之，当物体向下加速或向上减速时，加速度方向与重力方向相同，物体受 到的合力大于重力，即处于失重状态。
超重与失重及巧用解题
超重与失重及其巧用解题超重与失重实质上是高考核心考点牛顿第二定律的重要应用．只有结合牛顿第二定律去理解、掌握它，才能应用它去分析解决问题．一. 超重与失重1. 超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象．设支持物对物体竖直向上的支持力为F，物体质量为m，向上加速度为，由牛顿第二定律得：F-mg=ma，则视重F=m(g+a)>mg．2. 失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象．设加速度a向下，有mg- F=ma，则视重F=m(g-a)<mg.当a= g时，F=0，这是完全失重状态．3. 理解：⑴超重与失重并不是物体所受的重力增大与减小了，而是视重（或示重）增大与减小了，即相互作用的弹力增大与减小了．⑵超、失重的条件：是否出现超重与失重，与运动速度的大小及方向无关，只有竖直方向的加速度决定．即当物体（或物体的一部分）有竖直向上的加速度（或分量）时，物体处于超重状态；有竖直向下的加速度（或分量）时，物体处于失重状态．⑶常见的完全失重主要有三种情况：做自由落体的物体；所有做抛体运动的物体；在太空轨道上做匀速圆周运动的天体及其内的一切物体．当物体处于完全失重状态时，与重力有关的现象和仪器可能会变化、消失或不能使用．如单摆停摆、天平失效、液体柱不再产生向下的压强、浸在液体中的物体不受浮力等．二. 巧用超重与失重解题超重、失重与我们的生活、生产等息息相关；大家一定还记得女航天员王亚平在神十中精彩授课的情景：那个大水球、单摆的运动等．正因如此，围绕超重与失重现象的命题越来越多，这当然要用超重与失重观点解决；而一些常规的问题，用超重与失重观点既可定性分析，也可定量计算，常能起到事半功倍作用．用超重与失重观点计算视重的方法是：先由竖直方向的加速度计算出超重或失重ma，则视重为总重力加或减超重或失重ma．此法对两个或以上物体组成的整体也可用．例1. 如图1所示，一质量为M＝10kg，倾角θ为30°的斜面ABC静止在粗糙水平地面上．有一质量m＝1kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行的路程S＝1.4m时，其速度v＝1.4m/s，在这过程中斜面没有动．求地面对斜面的支持力？（g取10）解析：本题如用一般的隔离法、牛顿定律等解答比较繁杂，图1但如用失重与超重的观点分析，则问题就显得容易多了．把M、m看成整体，物体的一部分m存在竖直向下的加速度，物体就部分失重，结合牛顿第三定律，地面对斜面的支持力就等于物体的实重减去失去的那部分重量．物体m的加速度由运动学公式可得：a 的竖直分量为：则地面对斜面的支持力为：例2. 在正常运行的太空实验室中，下列说法正确的是：（）A. 不用模具可以制出标准球形滚珠B. 不用模具只能制出椭球形滚珠C.可在液态金属中冲入气泡制成泡沫金属D. 可用体重计测出宇航员的体重解析：在正常运行的太空实验室中，由于一切物体均处于完全失重状态，物体间没有相互作用的挤压力.熔融态的金属液在表面张力的作用下，不用模具便可形成标准球形滚珠；气泡在液态金属中既不“上浮”，也不“下沉”，可在任意位置停住，也可均匀地分布其中，凝固后就成为泡沫金属.太空实验室中体重计、水银气压计等是无法使用的.正确答案是：A、C.例3. 如图2所示，支架质量为M，放在水平地面上，转轴O处用长为L的细绳悬挂一质量为m的小球.求小球由静止从与轴O在同一平线上的水平位置释放后，当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大？解析：小球在竖直平面内做圆周运动，到达最低点时向心加速度a方向向上，小球超重.将支架和小球看作一个整体，由失重与超重的观点可得地面对支架的支持力图2 小球由静止从水平位置释放运动到最低点时的速度为：小球在竖直位置时的加速度为：由以上三式可得：强化练习：1.一运动员站在体重计上，他由静止开始下蹲，至下蹲状态刚停下为止.此过程中关于体重计示数变化的描述正确是（）A.一直变小B.一直变大C.先变小后变大D. 先变大后变小2.如图3所示，滑轮与绳子质量不计，且无摩擦，，在A、B两物体作匀加速运动过程中，下列关于悬挂滑轮轻杆中的张力大小判断正确的是（）A. B.C. D. 无法确定参考答案：1. C 2. C图3。
《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。
《超重失重》课件
预防超重和失重可以通过健康的饮食习惯、适当的锻炼和认真对待身体健康来实现。
其他相关问题
超重和失重的社会影响
超重和失重可能对个人和社会产生身体健康、形象和就业方面的影响。
超重和失重的心理影响
超重和失重可能影响个人的自尊心、自信心和心理健康。
超重和失重的治疗方法
超重可以通过饮食管理、运动锻炼和药物治疗来控制，失重则需要特殊的医学设备和训练。
总结
1 超重和失重的危害
超重和失重可能对身体健康、心理健康和社会形象产生负面影响。
2 食习惯、适当的锻炼和遵循医学建议。
3 保持健康体重的生活方式
保持健康体重可以通过均衡的饮食、适当的运动和积极的生活习惯来实现。
参考文献
• 文献1 • 文献2 • 文献3
4 如何减轻超重？
减轻超重可以通过健康饮食、适量运动和保 持积极的生活方式来实现。
失重
1 失重的定义
失重是指在没有地心引力的环境中，重力对 物体的影响减小到零。
2 失重的影响
失重可能导致骨质疏松、肌肉萎缩等身体问 题，同时也对大脑、心血管系统和免疫系统 产生影响。
3 失重的原因
失重是因为在太空中或快速移动的物体上， 所受到的离心力大于地心引力。
为什么会出现超重和失重？
超重可能是因为饮食不健康和缺乏运动，而失重则是因为在太空或滑翔过程中失去了地心引 力。
超重
1 超重的定义
2 超重的危害
超重是指体重超过正常范围，根据BMI指数， BMI大于25为超重。
超重可能导致心血管疾病、糖尿病、关节炎 等健康问题。
3 超重的原因
超重可能是因为高热量食物的摄入过多，缺 乏运动，基因遗传等因素。
高一物理失重和超重知识点
高一物理失重和超重知识点高一物理：失重和超重知识点引言：在高一学习物理的过程中，我们会遇到许多有趣的现象和概念。
其中，失重和超重是我们经常会遇到的一个话题。
本文将为大家介绍失重和超重的知识点，帮助大家更好地理解和应用这些概念。
一、失重是什么？1. 失重是物体在某些特定条件下不受地球引力的作用而产生的一种现象。
当物体所受的作用力等于或者小于零时，物体表现出失重状态。
2. 失重的条件：一般情况下，只有在处于真空中的物体才能真正实现失重状态，因为真空中没有任何气体分子的阻碍。
但是在实际中，我们可以通过其他方式模拟失重的状态，例如在高空中的飞机或者太空中的航天器中。
二、失重和质量的关系1. 失重和质量是两个不同的概念。
质量是物体所固有的属性，是一个物体所具有的物质的多少的度量。
失重是物体受到的重力作用的消失或减小。
2. 在失重状态下，物体的质量不会发生改变。
无论在地球上还是在太空中，物体的质量都是恒定的。
只是由于失重的产生，物体所受的重力作用变小，给人一种失去质量的感觉。
三、失重现象的应用1. 在航天器的设计和发射过程中，失重现象是十分重要的。
当航天器进入轨道后，航天员就会感受到失重的状态。
这也是航天员进行各种实验和操作的最佳时机。
2. 同样地，在飞机上也可以模拟失重的状态。
飞机在进行特定的机动动作时，通过改变飞行姿态和速度，可以使乘客感受到失重的状态。
这也是我们乘坐过山车时产生的类似失重的体验。
四、超重是什么？1. 超重是相对于正常重力状态而言的一种现象。
当物体所受的作用力大于重力的时候，物体表现出超重状态。
2. 超重的常见表现是乘坐高速转弯的电梯或者过山车时，人们会感受到额外的“重量”。
这是因为在高速转弯的情况下，物体会受到一个向外的离心力。
五、超重现象的应用1. 超重的应用十分广泛。
在过山车、云霄飞车等娱乐设施中，设计师会利用超重现象来制造更加刺激、惊险的体验。
2. 在科学实验中，超重也是被广泛应用的概念之一。
超重与失重资料课件
数据处理与分析
整理实验数据，分析 超重与失重现象的产 生条件和规律。
实验结果分析
数据分析
根据实验数据，分析物体所受支 持力和重力的变化规律，探究超 重与失重的产生原因和条件。
结果总结
总结实验结果，得出超重与失重 的产生条件和规律，并与理论进 行对比，验证实验的正确性。
06
超重与失重的实际应用
在航天领域的应用
在自由落体运动中，物体只受到重力 作用，没有支持力，因此也处于失重 状态。
超重与失重现象的普遍性
超重与失重现象不仅存在于电梯、过 山车等游乐设施中，还广泛存在于航 天、航空、航海等领域。
在航空领域，飞机在起飞、降落和飞 行过程中也会经历超重与失重状态。
在航天领域，超重与失重现象对航天 员的身体状况和航天器的运行轨迹都 有重要影响。
1 2 3
健身器材
一些健身器材如离心机、甩脂机等，利用超重原 理来增加肌肉的负荷，提高锻炼效果。
安全防护
在建筑工地、高空作业等场合，安全带、安全绳 等防护设备利用超重原理来吸收冲击力，保护工 作人员的安全。
医疗领域
在康复医学中，超重环境下的训练可以帮助患者 恢复肌肉力量和平衡能力，提高生活质量。
THANKS
在航海领域，船舶在进出港口、过闸 门等过程中也会经历超重与失重状态 。
03
超重与失重的物理现象
超重现象的实例
01
02
03
电梯启动上升时
当电梯开始上升的瞬间， 乘客会感到比在静止时更 重的力，这是因为超重现 象。
紧握吊绳的物体
当物体被紧握在手中并向 上拉时，会感到比实际重 量更重，这也是超重现象 。
高速列车
高速列车在行驶过程中，为了保持稳定和安全，需要克服空气阻 力和离心力，这时超重现象会出现。
高一超重失重知识点
高一超重失重知识点一、引言超重失重是物体在重力作用下的一种特殊状态。
在现实生活中，我们经常会遇到超重和失重的情况，比如搭乘过山车时的超重感，以及宇航员在太空中的失重状态。
本文将介绍高一物理学生需要了解的超重失重的知识点。
二、什么是超重和失重1. 超重：物体在加速度大于重力加速度的情况下，产生的一种体验，人体感受到的是比平时更重的重力。
这种情况常见于坐过山车、电梯下降等加速度较大的运动中。
2. 失重：物体在无外力作用或加速度等于重力加速度的情况下，产生的一种体验，物体和人体的质量似乎变得很轻。
这种情况常见于宇宙空间中的自由落体状态或微重力环境。
三、超重的原理1. 牛顿第二定律：F = ma，物体所受合外力等于物体的质量与加速度的乘积。
当物体加速度增大时，所受合外力也会增大，这就是超重的原理。
2. 载人运输工具中的超重：在过山车和电梯等载人运输工具中，这种超重是由于运输工具加速度大于重力加速度所致。
乘客体验到的超重感是由加速度产生的惯性力造成的。
四、失重的原理1. 自由落体状态下的失重：当物体处于自由落体状态下时，物体与重力的合外力为零，根据牛顿第二定律可以得知物体的加速度等于重力加速度，所以人体会感到失重。
2. 宇宙中的失重：在太空中，物体不受地球引力的作用，处于微重力的环境中。
因此，宇航员在太空中会体验到失重的感觉。
五、超重和失重的实际应用1. 超重感的应用：过山车和其他娱乐设施的设计中，会利用超重感来增强乘客的刺激感和快感。
2. 失重环境中的实验：宇航员在太空中可以进行一些失重环境下的实验，例如种植植物、研究人体生长等，以探索人类在失重环境下的适应性和应用前景。
六、总结超重和失重是物体在重力作用下的两种特殊状态，物体在加速度大于重力加速度时产生超重，而物体在自由落体状态下或处于微重力环境中时产生失重。
这些知识点对高一物理学生来说非常重要，有助于他们深入理解牛顿第二定律，并对物理世界中的运动状态有更清晰的认识。
超重、失重的理解和应用
超重、失重的理解和应用1．2．超重与失重的理解(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度a.的方向向上还是向下，而与速度方向无关．(3)物体超重或失重的大小是ma.(4)当物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零时，物体处于完全失重状态，此时加速度a＝g，方向竖直向下；如自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动等都为完全失重当物体处于完全失重状态时，平常一切由于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，液柱不再产生向下的压强等．【例1】在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是()．图3－3－4A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g5，方向一定竖直向下解析由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－FN＝ma，可知a＝g5，方向竖直向下，D对．答案 D2．(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的v-t图像如图1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()解析：选B根据v-t图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确。
反思总结判断超重和失重现象的三个技巧1．从受力的角度判断当物体受向上的拉力(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，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．3．从速度变化角度判断(1)物体向上加速或向下减速时，超重；(2)物体向下加速或向上减速时，失重．【变式训练】1、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乒乓球．某时刻细线断开，乒乓球向上加速运动，在此过程中，关于台秤的示数与线断前相比的变化情况及原因．下列说法正确的是() A．由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同B．细线断后不再向上提拉容器底部，所以示数变大C．细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大D．容器、水、乒乓球整个系统的重心加速下移，处于失重状态，所以示数变小解析：选D.乒乓球加速上升，整个系统重心加速下移，处于失重状态，故D正确．1．如图2所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是()图2A．地面对木楔的支持力大于(M＋m)g B．地面对木楔的支持力小于(M＋m)gC．地面对木楔的支持力等于(M＋m)g D．地面对木楔的摩擦力为0答案 A解析由于物体m沿斜面向下做减速运动，则物体的加速度方向与运动方向相反，即沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，故系统处于超重状态，所以可确定A正确，B、C错误；同理可知，加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误．2．(多选)如图2所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。
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
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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
超重与失重的原理及应用
超重与失重的原理及应用1. 超重的原理超重是指物体所受的重力超过了地球表面的标准重力加速度（即9.8 m/s^2）。
超重的原理主要与引力和质量有关。
- 引力：根据万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
在地球表面，物体所受的引力与物体的质量成正比。
- 质量：物体的质量越大，它所受的引力也就越大。
因此，当人体或物体在地球表面以外的地方时，例如太空站、飞机、火箭等情况下，由于所受的引力较小时，人体或物体会感觉到超重。
2. 超重的应用超重的应用主要存在于航天领域和特殊的科学实验中： - 航天领域：在太空站上，由于所受引力减小，宇航员在做一些操作时会感到超重，这对于一些需要较大体力的工作来说是有一定优势的；同样地，对于火箭发射时所受的加速度也会使宇航员感到超重，这对于人体的适应性和航天技术的发展有重要意义。
- 科学实验中：一些科学实验需要在超重条件下进行，例如某些物种的繁殖研究、物质的相互作用研究等。
超重的条件可以通过在实验设备中模拟地球表面以外的引力状态实现。
3. 失重的原理失重是指物体在某些情况下没有受到重力的影响，不受外力的支持自由运动。
失重的原理与自由落体运动和引力加速度有关。
- 自由落体运动：在没有空气阻力的情况下，物体在重力的作用下沿着垂直方向进行自由落体运动。
在这种情况下，物体所受的重力与物体的质量成正比。
- 引力加速度：物体在地球表面的引力加速度恒定，为9.8 m/s^2。
当物体处于自由落体状态时，其所受的重力和引力加速度正好平衡，因此物体会失去受力的感知，进而感到失重。
4. 失重的应用失重的应用主要存在于航天领域和物理实验中： - 航天领域：在航天飞行器进入轨道或离轨的瞬间，由于所受引力的减小或消失，航天员会感到失重。
这对于研究人体在失重环境下的生理和心理变化、物体的运动和飞行特性等具有重要意义。
- 物理实验中：在失重环境下进行实验可以消除重力的影响，研究物质的微重力特性、粒子的行为、液滴的形态等。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、什么是超重与失重在我们的日常生活中，大家可能都有过乘坐电梯的经历。
有时候，当电梯加速上升时，我们会感觉身体变得沉重；而当电梯加速下降时，又会感觉身体轻飘飘的。
这种身体对重量感知的变化，就是超重与失重现象。
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情况。
为了更直观地理解，我们可以想象一个人站在体重秤上。
当电梯加速上升时，秤显示的数值会比人的实际体重更大，这就是超重；反之，当电梯加速下降时，秤显示的数值会比实际体重小，这就是失重。
二、超重与失重的产生原因要深入理解超重与失重，就需要探究其产生的原因。
这其实与物体的加速度有关。
当物体具有向上的加速度时，它所受到的合力方向也是向上的。
此时，支持物对物体的支持力或者悬挂物对物体的拉力就要大于物体所受的重力，从而产生超重现象。
举个例子，火箭在加速升空的过程中，宇航员就会处于超重状态。
因为火箭向上加速运动，产生了向上的加速度，使得宇航员所受到的支持力大于自身重力。
相反，当物体具有向下的加速度时，合力方向向下。
这时，支持物对物体的支持力或者悬挂物对物体的拉力就会小于物体所受的重力，导致失重现象的出现。
比如，在自由落体运动中，物体只受到重力的作用，加速度向下为重力加速度 g，此时物体就处于完全失重的状态。
三、超重与失重的特点超重状态下，物体所受到的支持力或拉力增大，物体的视重（即测量得到的重量）大于实际重力。
但需要注意的是，物体的实际质量并没有改变。
在失重状态下，支持力或拉力减小，视重小于实际重力。
如果完全失重，支持力或拉力为零，视重为零，但物体的质量依然不变。
此外，超重和失重现象只与物体的加速度有关，与物体的速度方向无关。
也就是说，即使物体向上运动，但如果加速度向下，仍然会处于失重状态；反之，物体向下运动，加速度向上，也会处于超重状态。
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太空中的失重状态
人在太空中的 失重情况下如何处 理饮食、理发和洗 澡等问题？
实例分析
2003年10月25日，航天员杨利伟在 酒泉卫星发射中心乘坐中国自行设 计的“神州五号”飞船飞向太空。 “ 神 州 五 号 ” 升 空 后 120s ， 逃 逸 塔 与火箭分离，此时飞船离地的高度 为 39km 。 假 设 这 一 阶 段 飞 船 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 杨 利 伟 的 体 重 为 63kg ， 试计算该阶段杨利伟对座椅的压力。
侧面有一个洞的 水瓶里面装满水， 让水瓶做自由落 体运动，水会不 会从洞中射出来？ 为什么？
前节练习1
一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程
中，指针示数变化应是（ D ）
A.先减小，后还原 B.先增加，后还原 C.始终不变 D.先减小，后增加，再还原
阅读：阅读教材第62页的阅读材料 《失重和宇宙开发》
完全失重现象
环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出 任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物 体都处于完全失重状态，飞船内的空间是一 完全失重的空间。
太 空 中 的 失 重 状 态
航天飞机上的两名宇航员在进行交接班。从图中可以看到 上班者仅1根手指即可将下班者“举”离工作岗位。
制造理想的滚珠 制造泡沫金属
小结
a 物体有竖直向上的加速度时，会 发生超重现象；
a 物体有竖直向下的加速度时，会 发生失重现象。
物体的加速度方向竖直向下、且大小为 g
时，会发生完全失重现象。
小结
■ 在地面附近，物体发生超重或失重现 象时，它所受的重力并没有改变。
■ 超重或失重现象与物体运动速度无关。 ■ 物体的加速度在竖直方向上有分量时，
航天飞机中的人和物都
处于完全失重状态。
航天器中的宇航员
g
近地卫星
g0 g
远离地球的卫星
超重和失重现象的应用
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
0
弹簧测力计无法测 量物体的重力，但 仍能测量拉力或压 力的大小。
无法用天平测量物 体的质量
超重和失重现象的应用
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形
实例分析
解：以杨利伟为研究对象，受重力和支 持力。 及 a=2sx/=tV2=0t5.+412ma/ts22
由牛顿第二定律得:
F-G=ma
F=ma+mg
由牛顿第三定律得：F1=F=957.6N
超重和失重现象的应用
人造地球卫星、 宇宙飞船、航天 飞机都绕地球做 圆周运动。所受 的地球引力只改 变物体的速度方 向，不改变速度 大小。
一个人站在医用体重计的
测盘上不动时测得重为G，
当此人突然下蹲时，磅秤的
读数（ B
）
A 先大于G，后小于G
B 先小于G，后大于G
C 大于G
D 小于G
人下蹲过程分析：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）。
做一做
也会发生超重或失重现象。
■ 超重与失重问题可归结为： 支持力（或拉力）随物体受力情况、加
速度情况而变化的问题，是支持力（或拉 力）“被动”特点的体现。
日常生活中的超重和失重现象
电梯中的学 问：当电梯从 第一层上升到 第七层（静止） 的过程和从第 七层下降到第 一层的过程中 体重计如何变 化？
日常生活中的超重和失重现象
超重与失重
游乐场运动
思考：人从离开起跳点开始经历了哪些
过程？
蹦极是深受人喜爱的一种 运动，刺激但危险性也大。 曾有人这么形容蹦极时的 感受：随着弹性绳的伸缩， 一忽儿象掉入无底深渊， 整个心脏都仿佛往上提； 一忽儿又好象有一只大手 把人往下压，想抬头都困 难。
游乐场运动
思考：为什么心脏病人不宜乘坐？
超重与失重实例 1. 播放影片神五发射升空 2. 播放人坐电梯的动画
实验推理（一）
根据牛顿第二定律得：
F－mg＝ma F ＝ mg+ma ＝m(g+a) > mg
由牛顿第三定律得:
F ′> G
实验结论
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)大于物体的重力。
加
F
速 va 上
完全失重现象
加速下降 减速上升
a向下
F合向下
F < mg
失重现象
F = m(g-a)
若a = g，则F = 0
由牛顿第三定律得: F' = 0
当物体对支持面的压力 (或拉力) 等于零时的状态，叫做完全失重 现象。
F
v a=g mg
注意：所谓超重或失重本质上是研 究支持力(或拉力) 与重力大 小的关系。
由牛顿第三定律得: F ′< G
实验结论
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)小于物体的重力。
二. 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 情况称为失重现象。
2. 产生条件：加速度向下
3. 实质：视重小于真重，物体所 受重力并不改变。
升
mg
减 速 aF
下v
降
mg
超重
定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉 力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
产生条件：加速度向上. 实质：视重大于真重，物体所受重力并不改变。
实验推理（二）Fa
下
mg
降
速 上 mg 升
a
根据牛顿第二定律得：mg－F＝ma
F ＝ mg－ma ＝m(g － a) < mg