4.6 超重和失重—人教版（2019）高中物理必修第一册学案

6．超重和失重 目标体系构建 明确目标·梳理脉络　 【学习目标】　1.知道超重、失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。 2．能用牛顿定律解决有关超重和失重问题。 【思维脉络】 课前预习反馈 教材梳理·落实新知 知识点 1　重力的测量 1．方法一：先测量物体做自由落体运动的__加速度g__，再用天平测量物体的__质量__，利用牛顿第二定律可得：G＝__mg__。 2．方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量，将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于__静止状态__。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小__相等__，测力计的示数反映了物体所受的重力__大小__。 知识点 2　超重和失重 1．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__小于__物体所受重力的现象，叫作失重(weightlessness)现象。 (2)产生条件：物体具有__向下__的加速度。 2．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__大于__物体所受重力的现象，叫作超重(overweight)现象。 (2)产生条件：物体具有__竖直向上__的加速度。 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有__作用力__，这种现象被叫作完全失重状态。 (2)产生条件：加速度a＝__g__，方向__向下__。 预习自测　　 『判一判』 (1)物体向上运动时一定处于超重状态。(　×　) (2)物体减速向下运动时处于失重状态。(　×　) (3)物体处于失重状态时重力减小了。(　×　) (4)超重就是物体的重力变大的现象。(　×　) (5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力。(　√　) (6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(　√　) 『选一选』　如图所示，2013年6月20日上午，我国首次太空授课在距地球300多千米的“天宫一号”上举行，关于航天员王亚平在“天宫一号”上所做的“水球”。下列说法正确的是(　B　) A．“水球”的形成是因为太空中物体不受重力 B．“水球”处于失重状态 C．“水球”处于超重状态 D．在“天宫一号”上可以利用体重计称量航天员的质量 解析：A错：“水球”有质量，在太空中受到重力。B对，C错：“天宫一号”中的物体处于完全失重状态，物体飘浮在空中，液体呈现球形。D错：“天宫一号”上物体处于完全失重状态，物体对体重计没有压力，所以体重计不能使用。 『想一想』　人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？为什么会发生这样的变化？ 提示：先减小，后增加，再还原 解析：人蹲下的过程经历了加速向下(失重)、减速向下(超重)和静止这三个过程。 课内互动探究 细研深究·破疑解难　 探究　对超重与失重现象的理解 ┃┃情境导入__■ 你乘坐过高速电梯吗？电梯在启动、停止的过程中你有怎样的感受？将你的体验与同学交流一下，体会其中蕴含的物理规律。 提示：电梯启动时感到脚对地板的压力增大，电梯在停止的过程中感到脚对地板的压力减小了。 ┃┃要点提炼__■ 1．实重与视重 (1)实重：物体实际所受的重力。 (2)视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。 2．超重与失重 (1)超重：“视重”大于“实重”的现象 (2)失重：“视重”小于“实重”的现象 3．对超重和失重现象的理解 (1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小。 (2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。加速度向上则“超重”，加速度向下则“失重”。 (3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。 ┃┃典例剖析__■ 典题1　(原创题)如图所示，苹果自空中竖直落入深水中，到达某一深度后又返回到水面，下列说法正确的是(　C　) A．苹果在空中下落时处于“超重”状态 B．苹果落入水中后“重力”变小了 C．苹果在水中向下运动时处于“超重”状态 D．苹果在水中向上运动时处于“失重”状态 思路引导：(1)加速度的方向决定“超重”或“失重”。 (2)重力不随物体的运动状态而变化。 解析：苹果在空中下落时加速度向下，处于“失重”状态，A错；苹果在水中下落时加速度向上，处于“超重”状态，C对；苹果在水中上升时加速度向上，处于“超重”状态，D错；苹果在整个运动过程中“重力”没变，B错。 思维升华：(1)无论超重、失重、完全失重，变化的只是视重，实际重力不变。 (2)决