课时6 超重和失重 核心 目标 1．认识超重和失重现象，能发现、分析超重和失重现象产生的条件及发生的原因，理解超重和失重现象的本质． 2．了解超重和失重现象在各个领域中的应用，能解释生活中的超重和失重现象． 考向1 超重与失重的理解 1．重力与视重 (1) 重力：地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化． (2) 视重：弹簧测力计或台秤的示数，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．平衡、超重、失重和完全失重的比较 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 竖直向上或有竖直向上的分量 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)＞mg 竖直向上加速或竖直向下减速 失重 竖直向下或有竖直向下的分量 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)＜mg 竖直向下加速或竖直向上减速 完全 失重 a＝g F＝0 自由落体运动 (2024·大湾区期末联考)(多选)如图所示，电梯内的水平桌面上有一台秤，上面放一重物．电梯静止时，台秤的示数为10 N，在某时刻，电梯中的人观察到台秤的示数变为8 N，台秤和重物始终相对于电梯静止，由此可判断( AD ) A．电梯可能正在向下运动 B．电梯不可能正在向上运动 C．电梯的加速度方向可能向上 D．电梯的加速度方向一定向下 解析：电梯静止时，台秤的示数为10 N，在某时刻，电梯中的人观察到台秤的示数变为8 N，可知此时重物处于失重状态，加速度方向向下，则电梯的加速度方向一定向下，电梯可能正在向下加速运动，也可能正在向上减速运动，故选A、D． 如图所示是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时，传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，取g＝10 m/s2．，下列说法中正确的是( A ) A．从a到b过程，人的加速度方向向下 B．从a到b过程，人的重力先减小，后增大 C．下蹲过程中人处于失重状态 D．6 s内该同学做了2次下蹲—起立的动作 解析：从a到b过程，人处于失重状态，人的加速度方向向下，A正确；无论下蹲还是起立，人的重力都不会发生变化，B错误；下蹲和起立过程都有超重和失重现象，下蹲先失重，后超重，起立先超重，后失重，故6 s内该同学做了1次下蹲—起立的动作，C、D错误． 判断超重、失重状态的方法 1．从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态． 2．从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态． 3．注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关． 考向2 超重、失重问题的求解 超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是： (1) 分析物体运动的加速度方向． (2) 判断物体处于超重(或失重)状态． (3) 利用牛顿第二定律分析和求解． 在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，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F与时间t的关系图像如图所示，取g＝10 m/s2，求： (1) 该物体的质量． (2) 电梯在超重和失重时的最大加速度． 答案：(1) 3 kg (2) 6.67 m/s2，方向竖直向上 6.67 m/s2，方向竖直向下 解析：(1) 根据题意，5～22.5 s物体随电梯一起匀速运动，根据共点力平衡的条件知，压力和重力相等，即G＝30 N 则物体质量为m＝＝3 kg (2) 由题图知物体超重时，物体受到的支持力最大值为50 N，由牛顿第二定律得F－mg＝ma1 解得a1＝ m/s2≈6.67 m/s2，方向竖直向上 物体失重时，受到的支持力最小值为10 N，由牛顿第二定律得mg－F＝ma2 解得a2＝ m/s2≈6 ... ...
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