5.5 超重与失重[目标定位] 1.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.能应用牛顿运动定律处理超重、失重问题.3.会利用超重、失重知识解释一些现象.一、什么是超重和失重[问题设计] 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.这是什么原因呢?为了研究超重、失重现象,小星在电梯里放了一台台秤如图 1 所示.设小星的质量为 50 kg,g 取 10 m/s2.图 1当小星感觉“飘飘然”时,他发现台秤的示数为 400 N;当他感觉“脚踏实地”时,他发现台秤的示数为 600 N;当电梯门打开时,他发现台秤的示数为 500 N.以上三种情况下小星的重力变化了吗?超重、失重时台秤的示数如何变化?答案 没变;超重时台秤的示数比小星的重力大,失重时台秤的示数比小星的重力小.[要点提炼]1.实重与视重(1)实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.(2)视重:当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时,弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重.2.超重与失重(1)超重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体重力的现象.(2)失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体重力的现象.(3)完全失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态.二、超重与失重的产生条件[问题设计]为了进一步进行超重、失重的研究,小星继续做实验.求下列情况中台秤的示数 (如图 1,已知小星的质量为 50 kg)(1)当电梯以 a=2 m/s2的加速度匀加速上升;(2)当电梯以 a=2 m/s2的加速度匀减速上升;(3)当电梯以 a=2 m/s2的加速度匀加速下降;(4)当电梯以 a=2 m/s2的加速度匀减速下降;从以上例子中归纳总结:什么情况下会发生超重现象,什么情况下会发生失重现象?答案 (1)匀加速上升时,以人为研究对象,受力情况、加速度方向、速度方向如图甲所示.选向上为正方向.根据牛顿第二定律有甲N1-mg=ma得:N1=mg+ma=50×(10+2) N=600 N(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、速度方向如图乙所示.选向下为正方向乙根据牛顿第二定律有 mg-N2=ma得:N2=mg-ma=50×(10-2) N=400 N(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...