第4.5节 牛顿运动定律的应用（1）：超重和失重（教师版） 2024-2025学年高一物理同步学与练（沪科版2020上海必修第一册）.pdf

第四章牛顿运动定律

第4.5节牛顿运动定律应用（1）：超重和失重

①了解视重的概念；

②了解超重和失重现象；

课程标准

③理解超重和失重的本质是加速度方向向上和向下；

④利用超重和失重分析解决实际问题。

物理观念：通过实验认识超重和失重现象；

科学思维：培养透过物理现象归纳出本质规律的思维能力；

物理素养科学探究：探究产生超重和失重现象的过程，理解物理规律在生活实际中的应用；

科学态度与责任：培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科

学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

一、超重与失重现象

1.重力的测量

(1)二力平衡方法：将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态，F=G。

(2)重力加速度法：用运动学方法测量自由落体运动的加速度g，再测量物体的质量，

利用牛顿第二定律可得：G＝mg。

2v

比如测量竖直上抛初速度v和落回原点的时间t，可得：g=0,测量其它星球加速度常用此法。

0

t

2.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称为“视重”。

3.超重与失重

(1)超重：“视重”大于“实重”，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。

(2)失重：“视重”小于“实重”，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。

二、超重和失重的原因分析

1.超重、失重、运动情况与受力情况的比较

特征

加速度视重(F)与重力关系运动情况受力图

状态

平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动

向上加速，

超重向上F＝m(g＋a)mg

向下减速

向下加速，

失重向下F＝m(g－a)mg

向上减速

完全自由落体运动、抛体

a＝gF＝0

失重运动、运行的卫星等

电梯上端固定一个弹簧，下端悬挂一个小球，弹簧的伸长（等效于弹簧秤的读数）如下：

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。

换言之，根据超重或失重，只能判读加速度方向，而不能判断运动方向。

(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（但可以测量水平拉力）。

自由落体，绕地球运转的空间站中会发生完全失重。

2

例1.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上（g取10m/s），求：

（1）升降机匀速上升时体重计的读数；

2

（2）升降机以4m/s的加速度匀加速上升时体重计的读数；

（3）当体重计的读数是420N时，判断升降机的运动情况．