第4章 第7节 超重与失重（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（教科版2019）

第7节　超重与失重 核心素养导学 物理观念 知道超重、失重和完全失重现象及其产生条件。 科学思维 (1)会应用牛顿第二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。 (2)了解超重和失重现象在各个领域的应用，解释生活中的超重和失重现象。 科学探究 (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。 科学态度与责任 (1)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。 (2)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。 一、对电梯实验的模拟与分析 如图，在弹簧测力计下挂一重物，用手提着弹簧测力计，使重物在竖直方向上做多种方式的运动。 (1)突然向上加速，弹簧测力计示数变大。 (2)突然向下加速，弹簧测力计示数变小。 二、超重与失重现象 超重 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 产生条件：物体具有向上的加速度 失重 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 产生条件：物体具有向下的加速度 完全失重 定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力 产生条件：物体加速下降的过程中加速度a＝g 在乘用竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯上升时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到目的楼层时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。下楼时，在电梯下降时，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到目的楼层时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。 (1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (2)电梯向上将要到达目的楼层减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (3)电梯下降启动的瞬间和到达目的楼层前减速运动时，人处于超重还是失重状态？ 提示：(1)竖直向上，超重。 (2)竖直向下，失重。 (3)向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。 新知学习(一)|对超重和失重的理解 [任务驱动] 如图所示，某人乘坐电梯正在向上运动。 (1)电梯启动瞬间加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？ (2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？ 提示：(1)电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力。　　　　2减速运动时，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力。 [重点释解] 1．视重 当物体用弹簧测力计竖直悬挂或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，其大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。 注意：视重与重力不同。 2．平衡、超重、失重和完全失重的比较 特征 状态　　 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 方向向上 F＝m(g＋a) >mg 向上加速，向下减速 失重 方向向下 F＝m(g－a) <mg(a<g) 向下加速，向上减速 完全失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动、沿圆轨道运行的卫星 [特别提醒]　在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为0；水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。 3．判断超重、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，小于重力时处于失重状态，等于0时处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。 (3)超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。 [针对训练] 1.一人站在体重计上。当他静止时体重计指针指在45 kg刻度处。则在他快速蹲下不动的整个过程中，体重计指针(　 ) A．一直指在大于45 kg刻度处 B．一直指在小于45 kg刻度处 C．先指在大于45 kg刻度处，后指在小于45 kg刻度处，最后指在等于45 kg刻度处 D．先指在小于45 kg刻度处，后指在大于45 kg刻度处，最后指在等于45 kg刻度处 解析：选D　人先是加速下降，有向下的加速度，此时人对体重计的压力小于重力，后是减速下降，有向上的加速度，此时人对体重计的压力大于重力，蹲下不动时人对体重计的压力等于重力，故显示视重先变小后变大最后不变，则读出的重量先小于45 kg，后大于45 kg，最后等于45 kg；A、B、C错误，D正确。 2．在一个封闭