知识讲解超重和失重(提高)

物理总复习：超重和失重

编稿：李传安审稿：张金虎

【考纲要求】

1、理解牛顿第二定律，并会解决应用问题；

2、理解超重和失重的概念，会分析超重和失重现象，并能解决具体超重和失重。

【考点梳理】

考点：超重、失重、完全失重

1、超重

当物体具有竖直向上的加速度时（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大于自身重力的现象。

2、失重

物体具有竖直向下的加速度时（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小于自身重力的现象。

3、完全失重

物体以加速度a=g向下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以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。

在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。

要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。

（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。

（3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的

例、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是 ( )

【答案】D

【解析】人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止，可见从静止到最大下蹲速度，人处于失重状态，台秤读数变小；从最大的下蹲速度到静止，人处于超重状态，台秤读数变大，最后其读数等于人的重力。正确答案为D。

举一反三

【变式】姚明在台湾新竹参加交流活动时，引起台湾同胞广大球迷的尊敬和爱戴，让更多

的台湾同胞喜爱上篮球这一运动。若姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下

落四个过程，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是（设蹬地的力为恒力）（）

A．两过程中姚明都处于超重状态 B．两过程中姚明都处于失重状态

C．前过程超重，后过程不超重也不失重D．前过程超重，后过程完全失重

【答案】D

【解析】蹬地时具有向上的加速度，因此为超重，离地上升的过程中具有向下的重力加速度，因此为完全失重状态。

【典型例题】

类型一、升降机里的超重和失重现象

【高清课堂：超重和失重例1】

例1、在升降机中有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 ，这时升降机的运动状况可能是（）

A. 以21/ms的加速度加速下降 B．以24.9/ms的加速度减速上升

C. 以21/ms的加速度加速上升

D. 以24.9/ms的加速度加速下降

【答案】BD

【解析】静止时重力等于弹力，1mgkx?（1）；升降机运动时，弹簧伸长2cm，弹簧伸长变短了，说明小球处于失重状态，加速度向下，2mg kxma??（2）

G G F t A

O

G F

t

B

O

C

F

t

O

t D

F

O

G

解得214.9/2agms 。升降机可能的运动状态是：加速下降或减速上升。故选BD。

【总结升华】根据弹簧伸长的长短变化判断出是超重还是失重，即判断出加速度方向，再根据牛顿第二定律列出方程求解。加速度向上是超重，加速度向下是失重。一个加速度对应的有两种运动。

举一反三

【变式1】如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。下列各种情况中，体

重计的示数最大的是（）

A．电梯匀减速上升，加速度的大小为 1.0 2/ms

B．电梯匀加速上升，加速度的大小为 1.0 2/ms

C．电梯匀减速下降，加速度的大小为 0.5 2/ms

D．电梯匀加速下降，加速度的大小为 0.5 2/ms

【答案】B

【解析】题目要求体重计示数最大的，就是要求超重的，匀加速上升或匀减速下降的，A、D错，只能从B、C两个选项中选，再根据Nmgma??Nmgma??可知，加速

度大的，体重计的示数大，所以B正确。

【变式2】（2016安徽马鞍山模拟）如图所示，质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是以下列那种方式运动？（）

A. 匀速上升

B. 加速上升

C. 减速上升

D. 减速下降

【答案】

【解析】质量为50kg，这是该同学的真实质量，发现磅秤的示数是40kg，说明重力小

了，是处于失重状态，所以应该有向下的加速度，那么此时升降机的运动可能是向下加速运动，也可能是向上减速运动，所以C正确。

故选C。

例2、几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。并用照相机进行了相关记录，如图所示。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是

（）

A．根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度

B．根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度

C．根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度