第四章 第六节　超重和失重-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

　　 第六节 超重和失重　　► 对应学生用书P126 【课程标准】　通过实验，认识超重和失重现象。 知识点一 | 超重和失重 　　　　　　　　　　　　　　　　 教材新知梳理 一、重力的测量 1．方法一 (1)测量物体做自由落体运动的加速度g。 (2)用天平测量物体的质量m。 (3)利用牛顿第二定律得：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，这时测力计的示数反映了物体所受的重力大小。 二、超重和失重 1．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力称为实重，与物体的运动状态无关。 (2)视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。 2．超重：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。 3．失重：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。 4．完全失重：物体对支持物(或对悬挂物)完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态。 关键核心突破 [情境导思] 在超重或失重现象中：(1)物体受到的重力大小是否改变？(2)若人对座椅的压力为零，是否可以认为人所受的重力就为零？ 提示：(1)在超重或失重现象中，物体受到的重力大小没有改变；(2)若人对座椅的压力为零，不能认为人所受的重力就为零，是因为人的全部重力用来提供了加速度，这时人相对于座位静止不动，没有发生挤压及形变，所以不产生压力。 [要点培优] 1．超重现象 (1)产生条件：物体具有向上的加速度。 (2)运动形式：物体向上做加速运动或向下做减速运动。 2．失重现象 (1)产生条件：物体具有向下的加速度。 (2)运动形式：物体向上做减速运动或向下做加速运动。 3．完全失重状态 (1)产生条件：物体具有竖直向下的加速度且a＝g。 (2)运动形式：物体向上减速或向下加速，且a＝g。在不计空气阻力的条件下，做自由落体运动和竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态。 4．对超重、失重的“三点”理解 (1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。 (2)发生超重或失重时，物体所受的重力不变。 (3)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、浮力将为零，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。 题组应用培优 [例1] (2023·呼伦贝尔高中学业考试)如图所示，有的商场装有智能化电动扶梯，当顾客站上扶梯后，扶梯先缓慢加速，然后再匀速上升。在扶梯加速上升的过程中，下列说法正确的是(　　) A．顾客处于超重状态　 B．顾客处于失重状态 C．顾客处于完全失重状态　 D．扶梯对顾客的支持力等于顾客的重力 解析：选A。当顾客在扶梯上加速时，加速度与速度方向相同，顾客受竖直向下的重力、扶梯竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，设扶梯与水平面的夹角为θ，则f＝ma cos θ，N－mg＝ma sin θ，所以N>mg，顾客处于超重状态。 【规律方法】　判断超重和失重的方法 判断角度 判断方法 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 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a＝g时，物体处于完全失重状态 从速度变化 的角度判断 物体向上加速或向下减速时，物体处于超重状态；物体向下加速或向上减速时，物体处于失重状态 [训练]1.(2023·江苏高中学业考试)体育课上李明进行原地纵跳摸高训练，如图甲所示，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，李明受到的地面支持力的变化如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A．李明在下蹲阶段处于超重状态 B．李明在蹬伸阶段处于失重状态 C．李明在下蹲阶段先处于超重状态，再处于失重状态 D．李明在蹬伸阶段先处于超重状态，再处于失重状态 解析：选D。小明在下蹲阶段，重心先向下做加速运动，处于失重状态，后向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，所以下蹲阶段先失重后超重；蹬伸阶段，重心先向上做加速运动，加速度向上处于超重状态，后向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态。所以蹬伸阶段先超重后失重，D正确，A、B、C错误。 知识点二 | 超重和失重的应用 　　　　　　　　　　　　　　　　 关键核心突破 [情境导思] 升降机里一个小球系于弹簧下端(如下图所示)，升降机静止时，弹簧伸长4 cm。升降机运动时，弹簧伸长2 cm，若弹簧质量不计，则升降机的加速度大小为多少？(重力加速度g取9.8 m/s2) 提示：升降机静止时，对小球受力分析有kx1＝mg，当升降机运动时弹簧伸长量减少，为失重状态，有mg－kx2＝ma，解得：