“超重和失重”现象的实验.doc
超重与失重现象实验教具
超重与失重现象实验教具【实验原理】假设一个人站在升降机的磅秤上，升降机以匀加速竖直上升和匀加速竖直下降。
为了讨论方便，设人重量是mg，匀加速运动的加速度为a，磅秤上的读数是N，且以上各字母均是纯数量，用正、负号来表示它们的方向。
设竖直向上为正方向。
第一种情况下，升降机向上匀加速运动，磅秤上的读数为N=mg＋ma＝m(g＋a)＞mg我们把人在这种情况下所处的状态叫“超重”现象。
第二种情况下，升降机向下匀加速运动，N=mg-ma=m(g-a)＜mg我们把人在这种情况下所处的状态叫“失重”现象。
同样，当物体竖直向下匀减速与向上匀减速运动时，也会有超重与失重现象。
分析的方法是一样的。
我们可以自制仪器，用几种方法来说明这个道理。
【制作方法】方法一材料：废牙膏皮找来一支废牙膏皮，拧下盖，打开后面卷着部分，用圆木棍把它鼓起来，洗净里面的残存牙膏。
用针在牙膏皮靠近盖帽的圆筒两对边各钻一小孔，盖好盖。
小孔不要过大，把牙膏皮装满水后，水刚好能射出为宜。
实验时，用一个桶接大半桶水放在牙膏皮运动的正下方。
先将牙膏皮装满水，手持牙膏皮上端不动，可以看到水从小孔里射出，见图7-9。
图7-9迅速手持牙膏皮向上匀加速运动，可以看到小孔里喷出的水比刚才喷得更急、更远。
这是因为筒内的水处于超重状态，它对牙膏皮筒壁的压力增大的结果。
再将牙膏皮装满水，手持牙膏皮筒在高处不动，可以看到水从小孔里射出。
突然丢手，让牙膏皮做自由落体运动。
大家可以看见原来向外喷水的牙膏皮，在向下落时，一点水也不向外喷射！这是因为水处于失重状态时，它对牙膏筒壁的压力几乎减小为零了。
方法二材料：空高橙饮料瓶一个、软弹簧一根、1号电池两节、小电珠一颗、8×20cm2三夹板一块、导线、铁皮、细线等。
用剪刀去掉饮料瓶底部与上部，留下中间透明塑料部分。
在三夹板下端固定一块铁皮作软弹簧的底座，由软弹簧引出一根导线接小电珠。
剪一略大于1号电池直径的圆铜片，圆铜片中央开一直径3mm的小孔，然后把这圆铜片套在一节电池上并焊牢。
超重与失重
课堂练习：
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） N
解：因为人的最大举力恒定，本题中， 此人的最大举力为600N，即他在电梯 中所能提供给物体的最大支持力为 600N， 以物体为研究对象，根据牛顿第 二定律可知，G-N=ma，即 mg=ma+N,∴m=N/(g-a)=80kg；
这时我们发现， 虽然杯壁上有孔， 但水却没有流出 来，这是为什么 呢？
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。
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。
解：人的重力G=mg=400N, 当升降机匀加速上升时，根据牛顿 第二定律可知N-mg=ma
分析：测力计的示数大小等于人对测力计的压 力大小。
→N=mg+ma=500N，
v a
N
根据牛顿第三定律可知，测力计对 人的支持力与人对测力计的压力大 小相等，
G
∴测力计的示数为500N。
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)
G
∴测力计的示数为0N。
v
g
G
小结：此时测力计示数为0，好象人完全没有受 到的重力一样，这种状态下，人对测力计的压 力为0，我们把这种现象叫做完全失重。
对超重和失重的进一步认识
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)
【高中物理DIS通用实验】实验16：超重与失重
实验十六超重与失重
实验目的
观察超重与失重现象，探究产生超重与失重的原因。
实验原理
物体在向上或向下作加速运动时，对支持物的作用力大于或小于重力，这种现象称为超重或失重。
实验器材
朗威DISLab、计算机、重物。
实验装置图
见图16-1。
图16-1 实验装置图
实验过程与数据分析
1．将力传感器接入数据采集器，选择“示波”显示方式；
2．握住传感器的手柄，使其测钩竖直向下，点击“调零”；
3．将重物（6N左右）悬挂在力传感器测钩上；
4．教师可以在实验之前先引导学生基于实验原理，猜想超重和失重对应的“F-t”图线可能呈现出的形状；
5．手持悬挂有重物的力传感器，沿垂直于地面的方向加速升降，观察波形变化；
6．点击“停止”，回放“F-t”图线（图16-2）；
7．根据实验获得的“F-t”图线，分析推断该图线不同区段所对应的运动状态，对学生们实验之前的猜想加以验证；
8．改变重物上升、下降的加速度或重物的质量，重复实验，观察此时的“F-t”图线与图16-2之间的差别，讨论其成因。
图16-2 超重失重图像。
超重和失重现象
超重和失重现象（一）电梯上和磅秤上的实验自从人造卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们常常谈论超重和失重，从电视上也可以看到宇航员处于完全失重时的现象。
为加深对超重、失重的理解，让我们做一做如下的实验。
用细漆包线（直径在0．3毫米左右）在钢笔上绕一、二十圈做成一个小弹簧。
在弹簧的下端挂一块小橡皮，然后用手提着弹簧的上端去乘电梯。
观察电梯开始上升和停止下来，以及开始下降和停止下来这四个阶段中弹簧伸长的变化，把观察到的现象记录在下表中：在上述现象中你认为哪种情况属于超重现象，哪种情况属于失重现象。
你还可以站在称作重的磅秤上做类似的实验：静止时记下磅秤的读数，然后下蹲，看开始下蹲的瞬间和下蹲结束的瞬间磅秤的读数是怎样变化的？再看看站起的过程中读数有什么变化，为什么会产生这些变化？（二）用冰淇淋纸杯做失重实验如图1．30－1，把两个金属螺母（M10－12毫米）拴在一根橡皮筋的两端，再把橡皮筋的中点用一短绳固定在冰淇淋纸盒（或铁罐）底部正中，让螺母挂在空盒的口边上。
实验时让空盒从约2米的高处自由下落，你会发现螺母被橡皮筋拉回盒中，并发生“咔哒”的撞击声。
请你试一试，并思考下列问题：（1）为什么下落时，螺母会被拉入到盒内？（2）在空盒放手后的初始阶段，螺母是否以重力加速度g自由下落；（3）放手后，空盘是否以重力加速度g下落？（三）用手电筒做超重、失重实验将手电筒竖直向上放置，打开开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮。
实验时手持电筒，保持它在竖直方向，突然向上运动，你会看到小电珠熄灭。
如果使上述电筒的后盖稍许再旋松一点，直至小电珠刚刚熄灭，然后手持手电筒突然向下运动，小电珠就会点亮。
你能参照图1．30－2所示手电筒的结构，分析发生上述现象的原因吗？（四）小孔会流水吗？取100毫升的塑料药水瓶和装眼药水的小塑料瓶各一只，用大号缝衣针在两瓶靠近底面的两侧戳孔。
再取15厘米左右的细橡皮管一段，将其两端接在两个瓶塞的接管上，使两瓶口连通起来，并将它们用橡皮筋固定在一窄木板上，如图1．30－3所示。
超重与失重的实验 教具报告
河北zzzzz学院2013—2014学年度第 1 学期物理系物理专业技能训练（Ⅱ）班级：姓名： zzzzz学号：一、教具研究的项目小球超重与失重的实验研究二、研究目的及要求1：了解超重与失重的现象。
2：知道怎样的情况下小球是处于超重与失重的状态。
3：理解并研究产生超重与失重的条件。
4：实践生活中超重与失重的应用。
三、实验所需仪器小铁球、改造后的台称、弹簧、电源、木板等。
四、实验观察的现象1、开始前，台秤上未放任何东西，表盘指针指在720克的位置2.、将小球挂于弹簧下端时，处于平衡位置，表盘指针处于980克的位置、3、接通电源，将小球和托盘天平接触（由于托盘天平经过改造通电后可以吸引铁性物质）。
此时表盘指针处于中间位置约980克处。
3、断开电源，小球与台秤的底座脱离，开始上下振动。
4、当小球刚刚释放，小球处于最下端是表盘指针指向大约1120克。
竖直向上运动，到达平衡位置前，表盘指针读数比980克偏大。
超过平衡位置后，到达顶端前读数都比980克偏小。
到达最顶端时指针读数为约840克5、竖直向下运动，顶端到平衡位置过程，表盘读数都比980克偏小。
从平衡位置到低端，表盘读数比980克偏大。
到达最低端读数约为1120克。
五实验分析1、当小球挂在弹簧下时，弹簧静止，处于平衡状态，此时指针读数为小球的重量值。
图12、当小球刚刚被释放时，处于最下端，开始竖直向上运动，此时小球受到两个力的作用，重力与弹簧拉力，方向相反。
未达到平衡位置时，指针数值也大于小球重力的数值，即弹簧拉力F大于重力G。
那么小球处于超重状态。
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，叫超重。
图23、小球向上运动未达到平衡状态时，由于拉力大于重力，所以小球有竖直向上的加速度此时的小球处于超重状态。
所以我们说，当物体有竖直向上的加速度或有竖直向上的加速度分量时，物体超重，这就是超重的条件。
4、当小球竖直向上运动，刚刚超过平衡状态时，小球受到两个力的作用，竖直向上的弹簧力F和竖直向下的重力G。
高中物理创新实验超重和失重
超重和失重一、使用教材人教版高中《物理必修１》第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)第二讲、二、实验器材自制支架、橡皮筋、定滑轮、绳子、整理箱、台秤、手机、电脑、传感器、饮料瓶、磁铁、医用润滑剂、蜡烛、气球、弹力圈等(图1、图2)三、实验创新要点/改进要点图１图2 本课实验改进的背景:生活中的超重失重现象往往转瞬即逝,难以观察。
在教材中,只是让学生“回忆" 乘坐电梯时的感受。
在以往教学实践中,也只是通过各种“巧妙”的实验,让学生“间接”感知超重失重,学生不能直截了当观察到超重失重现象(即物体对支持物的压力大于或小于物体所受重力的现象),增加了概念理解的难度、特别是关于学生最感兴趣的完全失重现象往往只能播放一些太空实验的视频。
依照新课程标准提出的“体验探究,倡导创新“的要求,我设计了创新实验装置,将“转瞬即逝”的物理过程“慢放定格",做到超重失重特别是完全失重过程的可视化,把太空舱里的完全失重实验搬到教室里来完成。
从而使教学过程更直观,使理论教学更水到渠成,使课堂教学更高效。
核心创新点:(一)超重、失重特别是完全失重过程的可视化:利用高速摄影＋追随摄影,即手机“慢动作”摄像结合与研究对象的同步运动,做到清楚地直截了当地观察超重、失重、完全失重现象;(二)实验结果的呈现做到实时化:利用网络技术+屏幕镜像技术,即利用无线网络(ＷiFi)和屏幕镜像软件,将手机屏幕上的内容实时展现到大屏幕上,马上实验结果立刻呈现在学生面前,无需任何额外操作和等待,提高了课堂效率;(三)利用同一平台,完成多种实验:用同样的实验方法,能够探究多种运动,特别是转瞬即逝的快速变化的运动。
通过开展“寻找超重失重"活动,能够激发学生的研究积极性。
如此以点带面,引导学生整合各类物理知识,设计综合性实验;(四)利用普通生活中的常见物品及随身携带的手机就能完成一系列实验,且能观察到以往在太空实验室中才能看到的实验结果,从而培养学生的科学精神和实验设计能力、四、实验原理／实验设计思路利用手机慢动作摄影功能结合与研究对象的同步运动,能够清楚记录快速变化的物理现象。
超重和失重(11.19)
结思束考语 与讨论 2.人站在体重计上，迅速下蹲的过程
体重计示数如何变化？ 先向下加速，失重；后向下减速，
超重。故体重计示数先减小后增大。
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结束语读一读
G-T=ma T=G-ma T<G 失重
G-T=ma T=G-ma T<G 失重
T-G=ma T=G+ma T>G 超重
思考：若加速度a竖直向下且a=g，则T=?
超重和失重(11.19).
完全失重（现象）：
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 为零的现象。—— 一种特殊的失重现象
产生条件：物体具有竖直向下的加速度a=g
结观束察语 与思考
用弹簧秤测物体的重 力时，弹簧秤的示数一定 等于物体的重力大小吗？
结观束察语 与思考
用体重计测人的 体重时，体重计的示 数一定等于人的重力 大小吗？
一、超重和失重现象
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现象。
2、失重（现象）：物体对支持物的压力（或对悬挂物
向上 向上
向上 向下
向下 向下
向下 向上
T>G
T<G
T<G
T>G
超重
失重
失重
超重
实验结论：超重的产生条件是物体具有向上的加速度
失重的产生条件是物体具有向下的加速度 超重、失重现象与速度方向无关，与加速度方向有关
三、超重和失重现象的解释
T va
T va
T va
T va
G
G
超重和失重
宇航员在飞船中的失重状态
例如:自由下落的过程中, 例如:自由下落的过程中,就处于一种完全失 重状态. 重状态. 考虑到一般情况下会有空气阻力, 考虑到一般情况下会有空气阻力,并不是严 格意义的自由下落, 格意义的自由下落,通常也把这种接近完全 失重的状态称为微重力状态.
实验与探究:
总 结:
1,超重和失重的条件: ,超重和失重的条件: (1)当物体有竖直向上的加速度时,产生超重现象. )当物体有竖直向上的加速度时,产生超重现象. (2)当物体有竖直向下的加速度时,产生失重现象. )当物体有竖直向下的加速度时,产生失重现象. (3)当物体有竖直向下的加速度且 )当物体有竖直向下的加速度且a=g时,产生完全 时 失重现象. 失重现象. (即物体发生超重和失重现象时 ,只与物体的加 速度有关,而与物体的速度方向无关.) 速度有关,而与物体的速度方向无关.)
第六节 超重和失重
分析推理:
1,试证明:静止悬挂在弹簧秤下的物体 ,试证明: 对弹簧秤的拉力等于物体的重力. 对弹簧秤的拉力等于物体的重力. 2,试证明:静止站在水平地面上的人对 ,试证明: 地面的压力等于人所受的重力. 地面的压力等于人所受的重力. 3,试说明:体重计的原理 ,
观察与思考:
人站在体重计上,在蹲下或站起的过 人站在体重计上, 程中,体重计的读数有何变化? 程中,体重计的读数有何变化?为什 么称重体重时身体必须是静止的? 么称重体重时身体必须是静止的? 电梯中的怪事! 电梯中的怪事!
二,完全失重
如果一个物体对支持物的压力( 如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物 当升降机以重力加速度g 当升降机以重力加速度 的拉力)为零, 的拉力)为零 竖直下降, ,这种情况是失重现象中的极 竖直下降,即做自由落体 称为完全失重现象. 限,称为完全失重现象. 运动时: 运动时:此时物体对升降 机的压力N=G-mg=0,就 机的压力 就 是完全失重状态. 是完全失重状态.
4-6超重与失重
【例题】有一质量为60kg的人站在一放置于升
降机的底板上的台秤上，当升降机作如下运动 时，台秤的示数为多少？ 1.升降机以v=5m/s的速度匀速上升时； 2.升降机以a=5m/s2的加速度加速上升时；
3.升降机以a=5m/s2的加速度减速上升时；
4.升降机以a=5m/s2的加速度加速下降时； 5.升降机以a=5m/s2的加速度减速下降时； 6.升降机以a=g的加速度加速下降时；
当测量的重力值大于物体实 际的重力时，称为超重现象；当 测量的重力值小于物体实际的重 力时，称为失重现象。
超重和失重的解释
【特别提醒】无论是超重还是失重，物体本身的重力 是不变的。只是测量出的重力变大或变小了。 体重计的称重原理
体重计是根据受到物体的压力大小来测量物体的 重力。
当物体静止时，压力等于重力，所以体重计的示 数等于物体本身的重力大小； 当物体加速向上或向下运动时，压力的大小不等 于重力，所以测量值不等于物体本身的重力。
日常生活中的超重和失重现象
【实验一】把物体挂在弹簧秤下，用手拉着弹簧秤：
1.静止 ——示数等于重力 2.向上加速运动 ——示数大于重力 3.向下加速运动 ——示数小于重力 观察弹簧秤的示数如何变化？ 小 结：
用弹簧测力计测物体的重力时，应 保持静止；如果是向上加速或向下加速 运动，测出的结果会大于或小于物体本 身的重力。
减速上升或者是加速下降
N
T
G
G
例题1：课本P98-1 解题方法： 1、先确定加速度a的方向（向上 或向下）； 2、分析竖直方向上的受力情况， 求出合力F合； 3、根据牛顿第二定律F合=ma进行
求解。
•
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（ ） 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
“超重和失重”现象的实验
超重和失重现象的实验引言超重和失重现象是人们在不同环境下体验到的一种非常有趣的物理现象。
本实验旨在通过简单的实验操作，帮助我们理解超重和失重现象，并从中探讨该现象的科学原理。
实验材料•一个玻璃杯•温水•一个塑料袋•一些纸带•一个秤（用来称量物体重量的仪器）实验步骤第一步：准备工作1.将玻璃杯放置在平坦的桌面上，确保杯子底部与桌面平行。
2.准备适量的温水，注意水温适中，不要太热或太冷。
3.将塑料袋张开，并将塑料袋按照杯子口径的大小修剪，确保能够完全覆盖玻璃杯的口部。
4.准备一些纸带，用于制作装饰。
第二步：超重实验1.将塑料袋完全覆盖在玻璃杯的口部，确保密封性。
2.将玻璃杯倒置放在温水中，稍微轻轻按压，使玻璃杯完全浸没在水中。
3.观察玻璃杯内的现象。
第三步：失重实验1.将塑料袋拿掉，保持玻璃杯干燥。
2.将玻璃杯倒置放在桌面上，并在杯子下面放置一些纸带。
3.快速将手掌覆盖在玻璃杯上，并快速翻转杯子，将纸带从杯子下面移走。
4.玻璃杯应该会保持倒立的状态，并悬浮在你的手掌上。
实验原理超重现象的解释当把玻璃杯完全覆盖在水中时，玻璃杯底部受到的上推力大于顶部受到的下拉力。
这是因为水的分子在同一压力下上下运动，底部受到的分子撞击次数更多，因此受到的压力也更大。
根据牛顿第三定律，玻璃杯也会向上受到一个相等的力，导致玻璃杯的重量增加，即超重现象。
失重现象的解释当将玻璃杯倒置放在桌面上，迅速用手掌覆盖住杯子并迅速翻转杯子时，可以观察到玻璃杯在空中失重的现象。
这是由于惯性原理的作用：在迅速改变杯子的运动状态时，杯子内部的水分子也会带动玻璃杯一起运动，产生一个向上的浮力。
这个浮力抵消了玻璃杯的重力，使得玻璃杯看起来失去重量，即失重现象。
实验结果经过实验操作，我们可以观察到以下现象：•在超重实验中，玻璃杯会被温水中的压强所推动而产生额外的重量，造成超重现象。
•在失重实验中，玻璃杯倒置后使用手掌迅速覆盖并翻转时，玻璃杯会悬浮在手掌上，失去重量，造成失重现象。
超重与失重
探究一：什么情况下物体处于超重状态？ 探究一：什么情况下物体处于超重状态？什么情 况下物体处于失重状态？超重、 况下物体处于失重状态？超重、失重与哪些因素 有关？ 有关？ 实验结论：超重、失重与加速度有关。 实验结论：超重、失重与加速度有关。物体具有 向上加速度时，处于超重状态； 向上加速度时，处于超重状态；物体具有向下加 速度时，处于失重状态。 速度时，处于失重状态。 理论证明：物体具有向上加速度时， 理论证明：物体具有向上加速度时，处于超重状 物体具有向下加速度时，处于失重状态。 态；物体具有向下加速度时，处于失重状态。
§3.6 超重与失重
分组实验：利用弹簧秤和砝码模拟太空梭的过程， 分组实验：利用弹簧秤和砝码模拟太空梭的过程， 观察并记录弹簧测力计示数的变化情况， 观察并记录弹簧测力计示数的变化情况，完成表 一。
重力G 重力G 静止 由静止到向上运动 由向上运动到静止 由静止到向下运动 由向下运动到静止
太空梭
弹簧测力计 的示数F 的示数F
∴N = mg + ma
mg 由牛顿第三定律可知： 由牛顿第三定律可知： 压力 N′ = N = mg + ma = 720N 超重现象
一个人站在电梯中，其质量为60kg 60kg， 例： 一个人站在电梯中，其质量为60kg，如果 电梯以2m/s 加速度加速向下运动， 电梯以2m/s2加速度加速向下运动，则人对电梯的 压力多大？（ ？（g=10m/s 压力多大？（g=10m/s2） 若他以同样大小的加速度减速上升， 若他以同样大小的加速度减速上升，对电梯的压 力又为多大？ 力又为多大？ 分析：以人为研究对象，在竖直方向上 分析：以人为研究对象，
F与G的大小关系
超重与失重
对悬挂物的拉力（ 对支持物的力） 超重：物体对悬挂物的拉力 超重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的力） 大于物体所受到的重力的现象称为超重现象。 大于物体所受到的重力的现象称为超重现象。 超重现象 失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的力） 失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的力） 小于物体所受到的重力的现象称为失重现象。
超重和失重
课堂小结
一、超重现象：
1.定义: 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大 于物体所受重力的情况称为超重现象。
超 2.产生超重的条件： 物体有向上的加速度
重 二、失重现象：
和 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.产生失重的条件： 物体有向下的加速度 3.完全失重： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉
力）等于零的情况称为完全失重，就好全失重的条件：物体有向下的加速度
a=g
完全失重的情况下所有和重力有关的仪 器都无法使用！
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
完全失重实验
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？
分析：当杯子自由下落时，杯 中的水处于完全失重状态，水 的内部没有压力，故水不会喷 出。但杯子中水的重力仍然存 在，其作用效果是用来产生重 力加速度。
4.6 超重与失重
思考？
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲 的过程中，体重计的示数先变小，后变大， 再变小。当人静止后，保持某一数值不变。 这是为什么呢？
例1：设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水 平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速 上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。
人对电梯的压力
一、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。
二、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。
失重超重实验报告
一、实验目的1. 了解失重超重现象的基本原理；2. 通过实验验证失重超重现象；3. 掌握测量失重超重的方法和技巧；4. 分析失重超重现象在生活中的应用。
二、实验原理失重超重现象是指在非惯性参照系中，物体所受的合力与其质量之比与物体在惯性参照系中所受的合力与其质量之比不相等的现象。
当物体处于失重状态时，物体所受的合力与其质量之比小于1；当物体处于超重状态时，物体所受的合力与其质量之比大于1。
三、实验器材1. 弹簧测力计；2. 天平；3. 秒表；4. 水平面；5. 重物。
四、实验步骤1. 将弹簧测力计挂在水平面上，调整至平衡；2. 将重物挂在弹簧测力计上，记录弹簧测力计的示数；3. 将重物从水平面移至斜面，记录弹簧测力计的示数；4. 将重物从斜面移至竖直面，记录弹簧测力计的示数；5. 将重物从竖直面移至水平面，记录弹簧测力计的示数；6. 重复以上步骤，记录不同角度下的弹簧测力计示数；7. 利用天平测量重物的质量；8. 计算失重超重现象的实验数据。
五、实验数据1. 水平面上弹簧测力计示数：F1；2. 斜面上弹簧测力计示数：F2；3. 竖直面上弹簧测力计示数：F3；4. 水平面上重物的质量：m。
六、数据处理1. 计算失重超重现象的合力与质量之比：- 水平面上：F1/m；- 斜面上：F2/m；- 竖直面上：F3/m；2. 比较不同角度下的合力与质量之比，分析失重超重现象。
七、实验结果与分析1. 实验结果显示，随着物体角度的增大，失重超重现象越明显；2. 在水平面上，合力与质量之比接近1，说明物体处于接近失重状态；3. 在斜面上，合力与质量之比小于1，说明物体处于失重状态；4. 在竖直面上，合力与质量之比大于1，说明物体处于超重状态；5. 实验结果与理论分析相符，验证了失重超重现象的存在。
八、实验结论1. 失重超重现象是客观存在的；2. 实验方法可靠，结果准确；3. 失重超重现象在生活中的应用广泛，如电梯、飞机等。
超重与失重观课报告
超重与失重观课报告
一、实验简介
在本次实验中，我们使用了一个简单的装置，用于模拟地球引力下的物体质量
对于天平示数的影响以及在失重状态下物体所受的重力的缺失，从而使我们更好地理解超重与失重现象。
二、实验步骤
1.我们先将天平置于平稳的地面上，调整好平衡，记录下示数。
2.将10克砝码放到天平的左侧托盘上，再将一个未精确称量的物体放
在右侧托盘上，观察天平示数的变化。
3.将砝码取下，将天平转至固定支架上方，从而使天平处于失重状态，
再次放置该物体并观察其状态。
三、观察结果
在天平上放置10克砝码后，我们发现天平的示数上升了10克，说明物体所受的引力增加了10克。
这是因为物体所受的引力等于其质量乘以地球引力加速度g，g的大小是不变的，而物体的质量增加了，引力也随之增加。
在失重状态下，我们放置同样的物体时，发现天平无法显示任何示数，这是因
为在失重状态下，物体并未受到重力的作用，因此无法产生天平示数。
四、实验结论
通过本次实验，我们得出了以下结论：
1.物体所受的引力与其质量成正比，即物体质量越大，所受引力越大。
2.在失重状态下，物体无法受到重力的作用，因此天平无法产生示数，
也就是说，天平能够测量的其实是物体所受的重力，而非质量。
五、实验说明
本次实验在教学中的作用在于，通过简单的实验展示了超重与失重现象，帮助
学生更好地理解物体质量对于天平示数的影响以及失重状态下物体所受的重力的缺失。
同时，通过实验，学生能够更加深入地理解物理学中一些基础概念，如质量和重力等。
超重与失重
G=N N=N`
N’
G
以物体为研究对象,受 力如右图 F=G 由力的平衡条件 由牛顿第三定律 F=F`
G=N`
∴弹簧的读数就是重力的大小。
例2、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都 向上加速运动。求弹簧秤和台秤的读数。
N
证明： 弹簧的读数就是重物对 弹簧拉力F`的大小 a 以物体为研究对象,受 力如右图 N-mg=ma
概 念
• 视重：物体对悬挂物的拉力或者 对支持物的压力 (弹簧测力计或天平的示数) • 实重：物体的重力G＝mg • 超重：视重大于物体的重力 • 失重：视重小于物体的重力
视 重
重力怎样测量？
例1、弹簧秤竖直悬挂、台秤水平放置都处于 静止状态。证明弹簧秤和台秤的读数等于物体重 力的大小。
N
证明： 弹簧的读数就是重物 对弹簧拉力F`的大小
态，飞船内的空间是一个完全失重的空间。重力产生的
一切现象消失。 1. 无法用弹簧测力计测物体 的重力 2. 无法用天平测量物体的质量 3. 单摆停摆 4. 浮力消失 5. 液体压强计无法使用
0
规律总结：
(1)判断超重现象和失重现象，其关键 是看加速度的方向，而不是运动的方 向． (2)如知道物体处于超重状态，只能知 道物体的加速度方向向上，物体是向上 加速、还是向下减速却无法判断． (3)如求物体的视重，则可选加速度方 向为正方向，分析物体受力，利用牛顿 第二定律求得．
超重、失重、视重和重力的区别
1、超重和失重是一种物理现象。
2、视重是指物体对支持物体的压力（或悬挂 物对物体的拉力），是可以改变的。 3、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于 超重还是失重状态，重力不变。（G=mg）
规律： 视重 > 重力 视重 < 重力 a竖直向上 a竖直向下 超重状态 失重状态
超重与失重
Diagram 2.力学本质
超重：物体具有向上的加速 度，合力向上，F > mg
F
a
mg
与速度无关
失重：物体具有向下的加速 度，合力向下，F < mg
选定加速度方向为正方向 表达式：F = mg ± ma
演示实验：开孔的瓶子为什么不漏水？
完全失重状态：测力计的示数等于
零（即物体对支持物或悬挂物完全没有作用 力），物体 “好像没有重力” 的状态。
完全失重的情况下与重力有观的现象都将不再发生
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形
制造理想的滚珠
制造泡沫金属
运用规律解决实际问题
称体重的怪现象
蹦极中的超重与 失重
能让浮力消失吗 太空中怎样测质量
能让摩擦力减小吗
人在太空中 感受 和 地面上相同吗
一小孩质量 m=40kg，站在电梯内称重， 电梯从 t=0 时刻由静止开始上升，在0到6s 内体重计示数 F 变化如下图，试求这段时间 内电梯上升的高度（g取10m/s2）。
§4.6 用牛顿定律解决问题(二)
一、体验探究 — 什么是超重和失重
手托重物，感受压力 纸带拉重物
重力没有变
视重： 测力计 的示数
超重：视重大于重力
失重：视重小于重力
二、规律探究
实验目的：物体做什么运动时会发生超重 失重现象 思考（1）：怎样测量重力的大小
思考（2）：怎样判断是否处于超重或失重 状态 思考（3）：哪种运动过程对应超重现象？ 哪种运动过程对应失重现象？
F/N 440 400 320
300 0
1
2
3
4
5
t/s
6
小 结
1.认识超重、失重现象
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“超重和失重”现象的实验
湖北省宜都市第一中学周运琼【教学内容】
高一《物理》第一册第三章第七节“超重和失重”。
学生通过“力”“直线运动”和“牛顿运动定律”的学习，具有了一定的知识基础，为本节内容的实验和研究性学习打下了知识基础，创造了一些可利用的条件。
【教学流程】
【研究提示】
1．预习教材“超重和失重”内容，弄清下面几个问题：
①什么是超重和失重?
②超重和失重是不是指物体增加和减少了重力?
③产生超重和失重的条件是什么?
2．课外探究完成下列任务
①观察、体验、调查、收集生活中出现的超重和失重现象。
②自行设计一个演示超重和失重现象的实验，完成实验报告。
【教学准备】
学生完成自主探究任务，教师检查他们的研究成果。
【教学过程】
一、导入新课
师：同学们在课前按老师要求对超重和失重现象进行了一些探索研究，这节课我们将各自的研究成果进行展示和交流，让我们对超重和失重现象
的认识和理解更丰富一些。
二、进行新课
1．体验交流，分析特点
师：有没有同学亲身体验过超重和失重状态?先请这些同学介绍他们的体验经历。
生1：（介绍他暑期旅游时，在香港海洋公园玩“极速之旅”游戏的经历，并讲解“极速之旅”过程为自由落体运动，此运动过程中感到了失重。
）生2：（受生1的启发，介绍了他乘升降机上、下楼，在升降机开始启动和停止前一小段时间的感受，并说明了原因。
）
生3：（通过向家长调查，他介绍了农民挑重担时，为了减轻对肩部的压力，让担子上下振动，并说明这样做的道理，即利用了失重。
）
师：前三位同学结合体验和调查，给我们分析了几例超重和失重的现象，让我们进一步明确了这两种现象的特点，下面我们一起概括一下：
超重──物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况，叫超重
失重──物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况，叫失重
师：从定义上看，我们能不能说超重和失重就是某一物体增加了重力和减少了重力?为什么?
生：不能，因为重力大小由物体质量和重力加速度的乘积决定，与物体做什么运动无关。
2．实验展示，挖掘条件
师：这次研究性学习过程中，有不少同学找到了用实验显示超重和失重现象的方法，下面由他们来为我们进行实验演示，并展示他们的实验报告。
（实验报告内容通过投影反映在大屏幕上，每生演示完毕，师生及时点评。
）
生4：实验装置如图1所示。
①在钩码静止时，按图示方向粘贴纸条ab、cd；
②当手提细绳竖直向上加速运动时，纸条ab断裂；（演示超重）
③当手提细绳竖直向下加速运动时，纸条cd断裂。
（演示失重）
生5：演示实验装置如图2所示。
①手握木条的一端，另一端加挂钩码，悬停空中；
②增挂钩码个数，至木条折断；
③手握另一相同木条一端，另一端挂好钩码（n-1），悬停空中；
④手举木条加速上移，木条折断。
生6：演示实验装置如图3所示。
①饮料瓶静悬空中和匀速上下移动时，均有水从小孔流出；
②饮料瓶从高处自由落下，无水流出；
③饮料瓶竖直上抛，无水流出。
生7：演示实验装置如图4所示。
①手握玻璃瓶静止或匀速上下移动，看到平常所见的火焰；
②手托玻璃瓶竖直加速下落时看到火焰变成椭圆形。
生8：演示实验如图5所示。
①一只手将纸条一端紧按在桌面上，纸条另一端压在重物与吊盘间，另
一只手提着盘的吊绳缓慢下降，纸条拉紧后断裂。