高一物理力学专题提升专题10超重与失重现象newWord文档格式.docx
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完全失重：
物体对支持我的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象
物体的加速度a=g,且加速度方向向下。
2、对超重、视重的理解
（1）不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变，只是“视重“改变
（2）物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体具
有向上的加速度还是向下的加速度，这也是判断物体超重或失重的根本所在。
加速度情况
超重或失重
视重F
a=0
不超重、不失重
F=mg
a的方向向上
超重
F=m（g+a）
a的方向向下
失重
F=m（g-a）
a=g，竖直向下
完全
F=0
【典例精讲】
通过运动分析物体处于超重还是失重,并判断压力或拉力的大小
典例1一质量为m的人站在电梯中，电梯减速上升，加速大小为
g，g为重力加速度．人对电梯底部的压力为（）
A．
mgB．2mgC．mgD．
mg
【答案】A
【解析】由于电梯减速上升，故加速度向下，对人受力分析，受到重力mg，地板支持力FN，
由牛顿第二定律：
mg－FN＝ma，即：
mg－FN＝
mg,解得：
FN＝
mg,根据牛顿第三定律，则人对电梯底部的压力为
mg，A正确．
典例2一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75m的高处，然后让座舱自由落下．落到离地面30m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下．若座舱中某人用手托着m＝5kg的铅球，g取10m/s2，试求：
（1）从开始下落到最后着地经历的总时间．
（2）当座舱落到离地面35m的位置时，手对球的支持力是多大？
（3）当座舱落到离地面15m的位置时,球对手的压力是多大？
【答案】
（1）5s
（2）0（3）125N
典例3一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5kg的物体A,当升降机向上运动时,人看到弹簧测力计的示数为40N，如下图所示，g取10m/s2,求此时人对地板的压力．
【答案】400N，方向竖直向下
典例4某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图甲所示．将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止．使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下．已知电动扶梯与水平方向夹角为37°
。
重力加速度g取10m/s2,sin37°
＝0.6，cos37°
＝0.8。
某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图乙所示．
（1）画出加速过程中实验员的受力示意图；
（2）求该次测量中实验员的质量m;
（3）求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2。
（1）
（2）60kg（3）0。
56m/s20。
42m/s2
【解析】
（1）加速过程，加速度斜向右上方，分解后，既有水平向右的加速度，所以水平方向要有水平
a′＝
m/s2≈0。
典例5
在电梯中，把一重物置于台秤上,台秤与力的传感器相连，当电梯从静止起加速上升,然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时,传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图所示．试由此图回答问题：
（g取10m/s2）
（1）该物体的重力是多少?
电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
（2）算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
（1）30N不变
（2）6.67m/s26.67m/s2
【总结提升】
1、尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会出现超重或失重状态。
当方向竖直向上有分量时，物体处于超重状态；
当竖直方向向下有时，物体处于失重状态。
2、尽管整体没有竖直方向的加速度,但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态。
3、超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。
在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生变化
4、在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等
【专练提升】
1.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如下图所示．重力加速度g取10m/s2，当升降机做下列各种运动时,求体重计的示数
（1）匀速上升．
（2）以4m/s2的加速度加速上升．
（3）以5m/s2的加速度加速下降．
（1）600N
（2）840N（3）300N
2质量为50kg的人站在升降机内的体重计上．若升降机由静止上升的过程中，体重计的示数F随时间t的变化关系如图所示，g取10m/s2。
（1）求0－10s内升降机的加速度大小；
（2）求20s时间内人上升的高度大小．
（1）4m/s2
（2）600m
3小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时,在电梯里,开始他总觉得有种“飘飘然"
的感觉，背的书包也感觉变“轻"
了．快到楼底时,他总觉得自己有种“脚踏实地"
的感觉，背的书包也似乎变“重"
了．为了研究这种现象,小星在电梯里放了一台台秤如图所示．设小星的质量为50kg，g取10m/s2。
求下列情况中台秤的示数．
（1）当电梯以a＝2m/s2的加速度匀加速上升;
（2）当电梯以a＝2m/s2的加速度匀减速上升；
（3）当电梯以a＝2m/s2的加速度匀加速下降;
（4）当电梯以a＝2m/s2的加速度匀减速下降；
（1）600N
（2）400N（3）400N（4）600N
（1）匀加速上升时，以人为研究对象，受力情况、加速度方向、速度方向如图所示．选向上为正方向．根据牛顿第二定律:
FN1－mg＝ma
得：
FN1＝mg＋ma＝50×
（10＋2）N＝600N
由牛顿第三定律得，台秤的示数为600N.
（2）匀减速上升时，以人为研究对象，人的受力情况、加速度方向、速度方向如图所示．选向下为正方向
根据牛顿第二定律：
mg－FN2＝ma
得:
FN2＝mg－ma＝50×
（10－2）N＝400N
由牛顿第三定律得，台秤的示数为400N
（3）匀加速下降时，以人为研究对象,人的受力情况、加速度方向、速度方向如图所示，选向下为正方
4小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，g取10m/s2。
求：
（1）小明在0～2s内加速度a1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态；
（2）在10～11s内，台秤的示数F3；
（3）小明运动的总位移x。
（1）1m/s2失重
（2）600N（3）19m
5如图所示，一细绳跨过装在天花板上的滑轮,细绳的一端悬挂一质量为M的物体，另一端悬挂一载人的梯子,人的质量为m，系统处于平衡状态．不计摩擦及滑轮与细绳的质量，要使天花板受滑轮的作用力为零，人应如何运动？
【答案】人应以a＝
g的加速度向下加速运动
【解析】要使天花板受力为零，须使细绳中的拉力为零，物体M应做自由落体运动，故梯子应以加速度g向上匀加速运动,人对梯子的作用力向上,人应向下加速运动．
最初人梯系统处于平衡状态，即Mg＝mg＋m梯g
设人与梯子之间的相互作用力为F,人向下的加速度为a,对梯子运用牛顿第二定律
F－m梯g＝m梯g
对人运用牛顿第二定律F＋mg＝ma
解得：
a＝
g
故人应以a＝
g的加速度向下加速运动,才能使天花板受力为零
6在一种体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施中,用电梯把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某人手中托着质量为5kg的铅球进行这个游戏，g取10m/s2,问：
（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时,铅球对手的作用力多大？
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用多大的力才能把铅球托住?
（1）0
（2）135。
7N
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