4.6 超重和失重 导学案 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

高一物理导学案 主题：4-6超重和失重 学习目标 1、熟练掌握测量重力的两种方法（重点）。 2、掌握什么是超重和失重现象，理解超重和失重现象的本质（重点）。 3、会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题（重难点）。 1、 重力的测量 1、 方法一：利用牛顿第二定律 先测量物体做 的加速度g，在用 测量物体的质量，再利用牛顿第二定律可得 。 2、 方法二：利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在 ，使它处于 。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 ，测力计的示数反映了物体所受重力的大小。 3、 实重和视重 实重：物体实际所受的重力。 视重：弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 二、超重和失重 1、思考与讨论 如图所示，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。 （1） 人在下蹲过程中受到 和 。 （2） 人在下蹲过程中，先后经过 三个阶段。 （3） 由图可知，该人的重力为 ，在加速向下运动的过程中，加速度向 ，根据牛顿 第二定律可得 ，此时 小于 ，即 小于 ；在减速向下运动的过程中，加速度向 ，根据牛顿第二定律可得 ，此时 大于 ，即 大于 ；人相对于力传感器静止不动时， 。 2、 基本概念 （1） 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 的现象，即 大于 ，此时物体具有 （竖直向上或竖直向上）的加速度。 （2） 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 的现象，即 小于 ，此时物体具有 （竖直向上或竖直向上）的加速度。 （3） 完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 的状态，即 等于0， 此时物体具有 （竖直向上或竖直向上）的加速度，加速度大小等于 。 3、 对超、失重的理解 （1） 物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化，只是“视重”发生了变化。 （2） 超、失重现象与物体的速度大小和方向无关，只取决于加速度的方向。 （3） 当物体具有竖直向上的加速度分量时，也属于超重；物体具有竖直向下的加速度分量时，也属于失重。 （4） 在完全失重的状态下，物体的实际重力并没有消失，但是由重力引起的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、摆钟停止摆动、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用（如天平、液体压强计等）。 4、 练习 单选题 1．《中国制造2025》是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹P、Q从地面夹起一个金属小球（铁夹与球接触面保持竖直），由静止开始将小球竖直匀加速提升至A处，之后铁夹立即松开，小球在空中运动。下列说法正确的是（ ） A．小球加速上升过程中，铁夹P对小球的弹力大于小球对铁夹P的弹力 B．小球加速上升过程中，受到的摩擦力方向竖直向上 C．铁夹松开后，小球立即做自由落体运动 D．小球上升过程中，处于超重状态 2．某乘客乘坐电梯上下楼，其位移x随时间t变化的关系图象如图所示，规定竖直向上为正方向，图线的形状为抛物线，下列说法中正确的是（ ） A．时间内乘客的加速度向上 B．时间内乘客处于失重状态 C．乘客在时刻速度最大 D．乘客在0时刻速度大小为零 3．跳楼机是一种可以让人体验超重和失重的游乐设施，开始时环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落，下落一定高度后，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列判断中正确的是（ ） A．游客在自由下落的过程中处于超重状态，人所受重力增大 B．游客在自由下落的过程中处于失重状态，人所受重力不变 C．游客在减速运动的过程中处于失重状态，人所受重力减小 D．游客在减速运动的过程中处于超重状态，人所受重力增大 4．某建筑工地利用底面水平的升降机运送货物。如图所示为货物沿竖直方向运动的v—t图像（以竖直向上为正方向）。关于货物的说法正确的是（　　） A．0~3t时间内，货物的平均速度大小为 B．0~2t段时间内货物的加速度小于3t~5t时间内货物的加速度 C．0~2t时间内，货物处于失重状态 D．2t~3t时间内，货物受到的支待力大于它对升降机的压力 5．电梯顶部有一弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时秤的示数为，某时刻电梯中的人观察到秤的示数变为，以下说法正确的是（　　） A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为 B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为 C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 6．人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a到c过程中人处于超重状态 B．c到e过程中人处于超重状态 C．a到e为“下蹲—起立”过程 D．a到e为“起立—下蹲”过程 7．如图所示，两物块之间连接一个处于压缩状态的轻弹簧，静止于水平粗糙木板上。现将整体自由下落，可观察到的现象是两物块（　　） A．仍相对木板静止 B．相对木板运动且彼此靠近 C．相对木板运动且彼此远离 D．是否相对木板运动由物块的质量大小关系决定 9．如图为体验超失重的巨型娱乐器械，环形座舱套装在竖直柱子上。某游客的座舱由升降机送到离地65m的高度处，然后让座舱自由落下，落到离地面20m时，制动系统启动，座舱做匀减速运动到地面时刚好停下，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A．游客此次体验完全失重的时间为2s B．游客此次体验超重的时长少于失重的时长 C．自由落下时完全失重，游客所受座椅支持力等于其重力 D．制动过程中，游客的加速度大小为30m/s2且处于超重状态 八、总结 1、超重和失重以及完全失重的概念和特点。 2、判断物体处于超重或失重的方法。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$