天津 物业项目部:什么是失重？什么是超重？

物理概念

物体在变速度运动过程中，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况叫超重现象。

物体在变速度运动过程中，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况叫失重现象。

物体在变速度运动过程中，加速度大小和方向与重力加速度g相同时,对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零情况叫完全失重现象。
几个知识点:

1、一个质量为50kg的人，站在升降机里，升降机以0.5m/s2的加速度匀速上升，人对升降机地板的压力是多大？

2、某钢绳所能承受的最大拉力是4.0×104N,如果用这条钢绳使3.5×103kg的货物匀加速上升,在0.5s内发生的速度改变不能超过多大?(g取10m/s2).
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课外实验:
找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手指按住洞，在里面装上水。移开手指，水就从洞中射出来，这是为什么？如果放开手，让罐子自由落下，在下落的过程中，水将不再从洞中射出。实际做一做，观察所 产生的现象。怎样解释这一现象？

阅读材料：
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物将处于失重状态航天器进入轨道后可以近似认为是绕地球做圆周运动，做圆周运动的物体的速度方向是时刻改变的，因而具有加速度，它的大小等于卫星所在高度处重力加速度的大小。这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似，航天器中的人和物都处于完全失重的状态。
你能够想像出完全失重的条件下会发生什么现象吗？你设想地球上一旦重力消失，会发生什么现象，在宇宙飞船中就会就发生什么现象。物体将飘在空中，液滴呈绝对球形，气泡在液体中将不上浮，宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服，走路务必小心，稍有不慎将会“上不着天，下不着地”。食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想象力,举出更多的现象来.

你还可以再想一想,人类能够利用失重的条件做些什么吗?下面举几个例子,将会帮助你思考.这里所举的事例,虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现.

在失重条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠.而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一.

玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米)是现代光纤通信的主要部件.在地面上,不可能制造很长的玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段,而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维.

在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料---泡沫金属.在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为泡沫金属，这样可以制成轻的像软木塞似的泡沫钢，用它做机翼，又轻又结实。

同样的道理，在失重的条件下，混合物可以均匀地混合，由此可以制成地面上不能得到的特种合金。

电子工业、化学工业、核工业等部门，对高纯度材料的需要不断增加，其纯度要求为“6个9”至“8个9”，即99.9999%～99.999999%。在地面上，冶炼金属需在容器内进行，总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中，而在太空中的“悬浮冶炼”，是在失重的条件下进行的，不需要用容器，消除了容器对材料的污染，可获得纯度极高的产品。

在电子技术中所用的晶体，在地面上生长时，由于受重力影响，晶体的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重的条件下，晶体的生长是均匀的，生长出来的晶体也要大的多。在不久的将来，如能在太空中建起工厂，生产出砷化镓的纯晶体，它要比现有的硅晶体优越得多，将会引起电子技术的重大突破。

在太空失重的条件下，会生产出地面上难以生产的一系列产品，建立空间工厂，已不再是幻想。科学家们要在太空中做各种实验，青年学生也可以提出自己的太空实验设想，展开你想象的翅膀，为宇宙开发贡献一份力量吧！

超重与失重，是两个相反相成的概念，所以我一并给你解释。
有一个物体，我们假定质量为m。现在，这个物体以加速度a竖直向上（即离开地球的方向）运动。显然，由于物体有了这样的运动，它对水平支持面的压力N（或对竖直悬线的张力T）就要大于物体本身的重量，应当等于m（g+a）。这种现象，就叫做物体超重。我们常说物体超重了ma。
同样，现在，这个物体如果以加速度a竖直向下（即朝向地球的方向）运动时，上述压力N（或张力T）就要小于物体本身的重量，应当等于m（g-a）。这种现象，就叫做物体失重。我们常说物体失重了ma。如果a =g，则物体事实上在作自由落体运动，压力N（或张力T）为零，我们说物体完全失重．
举例来说，在绕地球作匀速圆周运动的卫星中的物体，由于它竖直向下的加速度a就是卫星所在位置的重力加速度g，所以该物体对卫星底板的压力为零，处于完全失重状态．宇航员在宇宙飞船中，就是经历着这样的失重状态。
当然，在日常生活中，我们也可以体会到超重与失重。譬如，我们在电梯中，就能经历超重与失重的过程。当电梯启动上升时，由于我们和电梯一起有一个向上的加速度，所以此时我们超重了。相反，当电梯启动下降时，由于我们和电梯一起有一个向下的加速度，所以此时我们失重了。假如不小心电梯坏了，我们就和电梯一起向下坠去。此时我们必定完全失重了。不过，这样的体会我们当然宁愿不要。

概念定义：
物体在变速度运动过程中，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况叫超重现象。
物体在变速度运动过程中，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况叫失重现象。
物体在变速度运动过程中，加速度大小和方向与重力加速度g相同时,对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零情况叫完全失重现象。

比如坐电梯，下降的时候为失重，上升的时候超重

就是这样