第6节 超重和失重-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019必修第一册 ）

第6节 超重和失重 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．知道常用的测量重力的方法。 2．了解超重和失重的含义，认识超重和失重现象。 3．能运用牛顿运动定律分析求解超重、失重问题。 1、通过体验或者实验，认识超重和失重现象。 2、通过在电梯里观察体重计示数或其他方式发现超重和失重现象产生的条件，并应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质，培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力。 3、通过查阅资料、分享和交流，了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，培养学生用科学知识解释生活现象的能力，激发学生的学习热情和兴趣，形成良好的科学态度与责任。 ( 知识精讲 ) 知识点01 基本概念 1.实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态 . (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将 物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. (3）常用测量方法 ①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重力为G=mg. ②利用力的平衡条件对重力进行测量. 2.超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 3.失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 4.完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物) 作用力的现象称为完全失重现象. (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向 向下. 【即学即练1】质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)(　　) A．60 kg　　　　　　B．90 kg C．65 kg D．30 kg 知识点02 判断超重和失重的方法 (1)从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态. (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态. 特征状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速 直线运动 超重 向上 由F－mg＝ma得 F＝m(g＋a)>mg 向上加速 或向下减速 失重 向下 由mg－F＝ma得 F＝m(g－a)<mg 向下加速 或向上减速 完全失重 a＝g 由mg－F＝ma得F＝0 自由落体运 动，抛体运动 【即学即练2】下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是(　　) A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态 B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态 C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态 D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态 知识点03 对超重和失重现象的理解 (1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了). (2)物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关. (3)物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定，其大小等于ma. (4)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等. 【即学即练3】(多选)在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，下列说法正确的是(　　) A.晓敏同学所受的重力变小了 B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重力 C.电梯一定在竖直向下运动 D.电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 【即学即练4】近日，14岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图所示，在女子跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则（　　） A．全红婵在空中运动的时间为 B．入水后全红婵受到水的阻力为 C．入水后全红婵处于失重状态 D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态 ( 能力拓展 )