第21讲 超重和失重（教师版）-初升高物理暑假衔接（人教版）.docx

第21讲超重和失重

1.结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

一、重力的测量

方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。

方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。

二、超重和失重

1.超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

2.失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

3.完全失重现象：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象。

物体的重力始终存在，大小没有变化。

2.对超重、失重的“三点”理解

(1)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。

(2)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。

(3)在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为零，水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。

3.超重、失重、运动情况与受力情况的比较

特征

状态

加速度

视重(F)与重力的关系

运动情况

受力图

平衡

a＝0

F＝mg

静止或匀速直线运动

超重

方向向上

F＝m(g＋a)＞mg

向上加速或向下减速

失重

方向向下

F＝m(g－a)＜mg

向下加速或向上减速

完全失重

方向向下

a＝g

F＝0

抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等

考点一：生活中的超重失重

【例1】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是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（）

??

A．在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态

B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大

C．在b点速度最大，加速度为零

D．在c点，速度为零，处于平衡状态

【答案】D

【详解】A．a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确，不符合题意；

B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，由牛顿第二定律知加速度先减小后增大，物体先加速运动，后减速运动，所以速度先增大后减小，故B正确，不符合题意；

C．b是人静止悬吊时的位置，所以此点拉力等于重力，此位置加速度为零，速度最大，故C正确，不符合题意；

D．c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受到合力不为零，有向上的加速度，故D错误，符合题意。

故选D。

考点二：通过图像判断超重失重

【例2】某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是（）

A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况

B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止

D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止

【答案】D

【详解】A．题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。故A正确，不符合题意；

B．0~t1，钩码受力平衡；t1~t2，拉力小于10N，钩码处于失重状态；t2~t3，钩码受力平衡；t3~t4，拉力大于10N，钩码处于超重状态。故B正确，不符合题意；

CD．由于不知道电梯运动方向，则电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止；电梯也可能先匀速向上，接着减速向上，再静止，然后加速向上，最后匀速。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。

1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是（）

A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大

B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程

C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程

D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态

【答案】C

【详解】AD．加速度方向向下，物体处于失重状态，加速度方向向上，物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重力增大或减小，而是使悬绳（或支持面）的弹力增大或减小，故AD均错误；

BC．电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，物体也处于超重状态，电梯减速上升时，物体处于失重状态，故B错误，C正确。故选C。

2．一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1kg的鱼，弹簧测力计的读数为12N，该人的体重为750N，则他对升降机地板的压力为（g取10m/s2）（）

A．7