站在體重計(jì)上向下蹲，你會發(fā)現(xiàn)，在下蹲的過程中，體重計(jì)的示數(shù)先變小，后變大，再變小。當(dāng)人靜止后，保持某一數(shù)值不變。這是為什么呢？
操作方法：(1)先測量物體做自由落體運(yùn)動的加速度 g；(2)再用天平測量物體的質(zhì)量；(3)利用牛頓第二定律可得：G ＝ mg
操作方法： 利用力的平衡條件對重力進(jìn)行測量。將待測物體懸掛或放置在測力計(jì)上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)物體所受的重力和測力計(jì)對物體的拉力或支持力的大小相等，測力計(jì)的示數(shù)反映了物體所受的重力大小。
(1)人在體重計(jì)上受到幾個(gè)力的作用？(2)如果人靜止在體重計(jì)上，這幾個(gè)力的大小關(guān)系是怎樣的？(3)人所受的支持力和人給體重計(jì)的壓力大小什么關(guān)系？你的依據(jù)什么？
1.視重：體重計(jì)的示數(shù)，反映的是人對體重計(jì)的壓力大小。
2.實(shí)重：物體實(shí)際的重力大小。
3.視重與實(shí)重相等的條件：靜止或勻速直線運(yùn)動。
(1)人站在體重計(jì)上向下蹲的過程中，你認(rèn)為人經(jīng)歷了幾個(gè)過程或狀態(tài)？(2)人站在體重計(jì)上向下蹲的過程中，為什么體重計(jì)的示數(shù)會變化呢？
一、靜止體重計(jì)上的超重和失重
1.人向下加速下蹲過程
設(shè)豎直向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。
人加速向下運(yùn)動的過程中(如圖)，根據(jù)牛頓第二定律，有：
mg － FN = ma
FN = m(g－a)mg
即體重計(jì)的示數(shù)所反映的視重（力）大于人所受的（實(shí)重）重力。
超重：物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象。
思考：物體處于超重狀態(tài)時(shí)，物體的重力發(fā)生改變了嗎？
人站在力傳感器上完成下蹲和站起動作，請你分析力傳感器上的人“下蹲”和“站起”兩個(gè)過程中超重和失重的情況。
人的運(yùn)動狀態(tài)對體重計(jì)上顯示出的結(jié)果是有影響的。那么，如果站在體重計(jì)上的人既不蹲下，也不站起，體重計(jì)上的示數(shù)就不會變嗎？
二、電梯里的超重和失重
情景一：質(zhì)量為m 的人隨升降機(jī)一起以加速度a 勻加速上升，人對升降機(jī)的壓力為多大？
物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。
由牛頓第二定律得：FN－G= m a
FN = G+ ma = m(g+a)
根據(jù)牛頓第三定律得：人對升降機(jī)的壓力 F壓＝FN＝m (g＋a)
情景二：質(zhì)量為m 的人隨升降機(jī)一起以加速度a 勻減速上升，人對升降機(jī)的壓力為多大？
物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。
由牛頓第二定律得：G－FN= m a
FN = G- ma = m(g-a)
根據(jù)牛頓第三定律得：人對升降機(jī)的壓力 F壓＝FN＝m (g-a)
情景三：質(zhì)量為m 的人隨升降機(jī)一起以加速度a 勻減速下降，(1)人對升降機(jī)的壓力為多大？(2)人是處于超重還是失重狀態(tài)？
情景四：質(zhì)量為m 的人隨升降機(jī)一起以加速度a 勻加速下降，(1)人對升降機(jī)的壓力為多大？(2)人是處于超重還是失重狀態(tài)？
結(jié)論：當(dāng)加速度方向向上時(shí)，物體發(fā)生超重現(xiàn)象， 當(dāng)加速度方向向下時(shí)，物體發(fā)生失重現(xiàn)象。
【例題】設(shè)某人的質(zhì)量為 60 kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，當(dāng)電梯以 0.25 m/s2 的加速度勻加速上升時(shí)，求人對電梯的壓力。g 取 9.8 m/s2。
【分析 】人站在電梯內(nèi)的水平地板上，隨電梯上升過程中受到兩個(gè)力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN，受力分析如圖 4.6-6 所示。
【解析】設(shè)豎直向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。根據(jù)牛頓第二定律，有
FN - mg＝maFN ＝m(g＋a)＝ 60×(9.8 ＋ 0.25)N ＝ 603 N
根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯地板的壓力 FN′為
FN ＝－ FN ＝－ 603 N
人對電梯的壓力大小為 603 N，方向豎直向下。
當(dāng)物體處于失重狀態(tài)，且a＝g時(shí)會發(fā)生什么現(xiàn)象？
物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕那闆r稱為完全失重現(xiàn)象。
FN = m (g－a)= 0
如：自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動
1．宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗(yàn)，下列說法正確的是（　?。〢．火箭加速上升時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)B．飛船落地前減速下落時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)C．火箭加速上升時(shí)，宇航員對座椅的壓力小于自身重力D．火箭加速上升過程中加速度逐漸減小時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)
2．一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g/3，g為重力加速度。人對電梯底部的壓力大小為（　?。〢．mgB．2mgC．mgD．4mg/3
3．利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究力的大小變化情況，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某同學(xué)從桌子上跳下，自由下落H后雙腳觸地，他順勢彎曲雙腿，他的重心又下降了h。計(jì)算機(jī)顯示該同學(xué)受到地面支持力FN隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。根據(jù)圖像提供的信息，以下判斷正確的是（　?。〢．在0至t2時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于失重狀態(tài)B．在t2至t3時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)C．t3時(shí)刻該同學(xué)的加速度為零D．在t3至t4時(shí)間內(nèi)該同學(xué)的重心繼續(xù)下降
4．電梯的頂部掛一個(gè)彈簧測力計(jì)，測力計(jì)下端掛了一個(gè)重物，電梯勻速直線運(yùn)動時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為10N，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?N，關(guān)于電梯的運(yùn)動，以下說法正確的是（g取10 m/s2）（　?。〢．電梯可能向下加速運(yùn)動，加速度大小為2 m/s2B．電梯可能向上加速運(yùn)動，加速度大小為4 m/s2C．電梯可能向上減速運(yùn)動，加速度大小為2 m/s2D．電梯可能向下減速運(yùn)動，加速度大小為4 m/s2

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6 超重和失重

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