第4章 第6节 失重和超重（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

第六节　失重和超重 核心素养导学 物理观念 (1)知道测量重力的两种方法。 (2)知道失重、超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失重和超重现象发生的动力学原因，理解失重和超重现象的本质。 (2)了解失重和超重现象在各个领域的应用，解释生活中的失重和超重现象。 科学探究 (1)通过体验或者实验，认识失重和超重现象。 (2)通过观察体重计示数的变化，理解失重和超重现象产生的条件。 科学态度与责任 (1)培养从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力。 (2)培养用科学知识解释生活现象的能力，激发学习热情和兴趣。 一、失重和超重现象 1．体重计测体重的原理：当人静止在体重计上时，其重力的大小与体重计对他竖直向上的支持力的大小相等。 2．实验观察体重计示数的变化 (1)人在体重计上迅速蹲下的过程中：示数先减小后增大。 (2)人在体重计上迅速站起的过程中：示数先增大后减小。 (3)体重计示数变化的实质：不是人质量的变化，也不是人重力的变化，而是人对体重计的压力的变化。 3．失重和超重的定义 (1)失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的现象。 (2)超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的现象。 (1)重力是地球对物体的吸引产生的，而质量是物质的基本属性。 (2)重力与物体的位置和距地面的高度有关，而质量不随位置和运动状态的变化而变化。　　 二、失重和超重现象产生的条件 1．无论物体出现超重现象还是失重现象，都不是取决于速度的方向，而是取决于加速度的方向。 2．当物体加速上升或减速下降时，即有向上的加速度时，物体出现超重现象。 3．当物体加速下降或减速上升时，即有向下的加速度时，物体出现失重现象。 三、失重和超重现象的解释　完全失重现象 1．失重现象：物体具有向下的加速度a，则G－T＝ma，可得：T＝G－ma。 2．超重现象：物体具有向上的加速度a，则T－G＝ma，可得：T＝G＋ma。 3．完全失重现象 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的现象，是失重现象中的极限。 (2)微重力状态：接近完全失重的状态。 (3)完全失重状态实例：当航天器进入太空后，其中的人和物体则处于完全失重状态。 1.如图所示为运动员在跳远比赛中的照片。 1.如图所示为运动员在跳远比赛中的照片。 请对以下结论作出判断： (1)运动员起跳时地面对运动员的支持力大于运动员的重力。(√) (2)运动员腾空过程中处于平衡状态。(×) (3)运动员落地时处于超重状态。(√) (4)运动员与地面接触时地面对运动员的支持力始终等于运动员的重力。(×) 2．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、失重现象的理解 [任务驱动] 现用弹簧测力计测一物体所受重力。 (1)突然向上加速，弹簧测力计的示数如何变化？ (2)突然向下加速，弹簧测力计的示数如何变化？ (3)若将弹簧测力计和物体一起释放，弹簧测力计的示数如何变化？ 提示：(1)变大。　(2)变小。　(3)变为零。　　　　 [重点释解] 1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台式弹簧秤上时，弹簧测力计或台式弹簧秤的示数称为视重，其大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台式弹簧秤所受物体的压力。 2．对超重、失重和完全失重的认识 超重 失重 完全失重 实验现象 视重大于实际重力 视重小于实际重力 视重等于零 受力情况 受到的支持力(拉力)大于重力 受到的支持力(拉力)小于重力 受到的支持力(拉力)等于零 运动情况 加速度竖直向上或有竖直向上分量 加速度竖直向下或有竖直向下分量 加速度大小为g，方向竖直向下 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