超重失重是哪個力在變化？

如圖1，物體（或人體）A靜置在支持物B上面。圖中有三個力，地球對A的吸引力重力 G，A對B向下的正壓力FN1，B對A向上的支持力FN2。後面兩個力都是由重力派生出來的：A受到的重力集中在底面，壓在B上產生FN1，導致B同時對A產生反作用力FN2。其中FN1、 FN2 是一對互逆的作用力與反作用力，大小相同、方向相反、同生同息。它們分別作用在B和A上，是不能互相抵消的。G 和FN2同時作用在A上，是一對平衡力，互相抵消，使A達到動力學平衡， A為靜止狀態。 G 和FN1等大同向，分別作用在A和B上。

失重、超重一般是對A而言。

在地球上，物體（或人體）A超重失重與自身的運動狀態，特別是與A自身上下方向的加速度a密切相關。

1 靜止或勻速直線運動狀態下，a=0，地面上的物體對支持物的正壓力FN1=重力mg。所以人們往往把這兩個方向相同的力混為一談，其實兩者差別大得很。有時候把正壓力FN1稱為視重，把重力mg稱為實重（參見圖1）。

2 在A處於上下方向變速運動狀態時，a ≠ 0，正壓力FN1就不等於重力mg了。

（1）當物體的加速度向上（即物體向上加速或向下減速）時a>0，FN1>mg，物體對支持物產生了更大的壓力。使人們覺得物體似乎超過了自身重量，稱之為超重現象；

（2）反之，當物體的加速度向下（即物體向下加速或向上減速）時a<0，FN1<mg，物體只對支持物產生較小的正壓力，使人們覺得物體似乎輕於自身重量，稱之為失重現象；

（3） FN1=0時，物體對支持物產生完全沒有正壓力，稱之為完全失重。此時感覺物體是「飄浮」在空中的。

有人要問，當物體（或人體）A超重失重時，是哪個力在變化呢？

既然A超重失重與上下方向上的加速度不等於零相關，那麼，一定和A受到上下方向上的合外力FR不等於零有關。

如上所述，根據受力分析（假設所有矢量向上為正值），A受到的合外力FR=G+FN2。物體（或人體）A受到兩個外力，G 和FN2。既然G 方向與大小都不會變，那一定是FN2發生了變化。說白了就是：物體（或人體）A的超重失重現象是由支持物B對A向上的支持力FN2的大小、方向決定的。

表1列出了質量為1公斤的物體A 超重、失重的簡單實例計算值列表（矢量向上為正值，力的單位：牛，加速度單位：米/秒^2）

物體和人體A超重、失重所受變化的外力FN2有兩個來源：A或 B，即人體A（肌肉）主動發力或人體被動受到B的施力。前者實例是人體在體育運動中的加速下蹲或蹬伸；後者實例是人乘電梯或飛行器的加速上下運動。

1 FN2來源於B

當人或物體乘電梯或飛行器時，使其產生加速度的力顯然來自B的提供，即來自B的動力。比如人乘電梯上下的受力，肯定是來自拉動轎廂鋼絲繩的電動機動力，通過轎廂地板對人體產生作用力（即B對A的作用力FN2）。FN2對A的作用力分為兩部分，一部分抵消重力G（大小、方向固定不變），另一部分給A以加速度（大小、方向可變），這部分實際上就是A所受到的合外力FR。

2 FN2來源於A

當人們進行各項陸上體育運動時，地面B往往可以看成是靜止不動的，它不可能主動提供FN2驅動人體。此時驅動人體整體運動的外力FN2隻能是來源於A。由A發力給自己提供加速度，聽起來有點不可思議。這明顯違反牛頓力學定律？真實情況是:人體A肌肉發力和重力一起，作用於靜止的外部環境大地(B)形成FN1(蹬地力)，由此引起地面的反作用力FN2(支反力)。正是藉助於支反力這個外力FN2，才使得推動人體整體運動，獲得加速度成為可能。不依靠外力，肌肉力量再大也不可能直接給自己加速度。比如，力量再大的大力士也不能提著自己的頭髮使自己離開地面。

所以我們可以說：各項陸上體育運動中人體獲得加速度的直接來源是支反力FN2，根本來源是人體肌肉的發力。

人體對地面產生的蹬地力FN1之中，既包括不變的重力G，也包括可變的肌肉發力。而體育運動中肌肉發力的大小、方向是人體根據運動需要可自控、可調節的。

3 FN2來源於A和B。

這種力學情景更複雜一點，比如運行中電梯的乘客再發力下蹲或蹬伸跳起。

綜上所述，前面的問題我們就不難回答了：超重失重是哪個力在變化？

答曰：重力並沒有變化，是物體（或人體）A下面的支持物B對A的支持力（或支反力）FN2發生了變化。它提供了A獲得加速度的合外力，從而影響了A的超重和失重狀態。