4.6 超重和失重 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

本文围绕“失重和超重”展开，介绍其定义、判断依据及应用牛顿运动定律分析解释的方法。承接牛顿运动定律知识，为解决动力学实际问题奠基。通过实验观察、小组讨论等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于结合生活实例创设情境，采用实验探究与理论分析相结合的教法。能提升学生批判性思维，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

4.6失重和超重 学习目标：1.知道失重、超重以及完全失重的定义及判断依据；（重点） 2.会应用牛顿运动定律的知识分析和解释失重和超重。（难点） 情境引入：乘坐电梯时，我们都有这样的体验：当电梯开始上升时，有“下坠”的感觉，当电梯开始下降时，有“上飘”的感觉，难道人的体重会在电梯开始上升或下降时发生变化吗？ 探究点一：失重和超重现象 观察与思考：让一学生站立在体重计上，观察下列情况下体重计的示数变化： （1）在体重计上静止不动; （2）在体重计上迅速蹲下； （3）在体重计上迅速站起。 失重：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，叫作____现象。 完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为_____的现象。 超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）_____物体所受重力的现象，叫作______现象。 例1.关于超重和失重，下列说法正确的是（ ） A．超重就是物体受的重力增加了 B．失重就是物体受的重力减少了 C．完全失重就是物体一点重力都没有 D．不论超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的 探究点二：失重和超重现象产生的条件 （a） 下蹲过程 （b）站起过程 小组讨论，回答下列问题： 1.将人在体重计上下蹲的过程分成两个阶段：一是___________________；加速度方向__________；二是______________________，加速度方向________________。 2.将人在体重计上站起的过程分成两个阶段：一是___________________；加速度方向__________；二是______________________，加速度方向________________。 小结：物体有向_____的加速度时，物体出现失重现象，且当a =____时，物体完全失重； 物体有向______的加速度时，物体出现超重现象。 例2.图（a）用力传感器挂重物，图（b）是力传感器向上运动和向下运动时，利用计算机作出的力传感器的拉力随时间变化的曲线。通过观察，下列判断正确的是（  ） A．曲线的最低点表示完全失重 B．MN以上曲线表示超重 C．物体向上运动时只出现超重现象 D．物体向下运动时只出现失重现象 变式训练1.（多选）质量为的同学乘坐升降电梯时，利用手机中的加速度传感器得到其加速度随时间变化的图像如图所示。若同学所受的支持力为，重力加速度为，取向下为正方向，下列说法正确的是（　　） A．内， B．内电梯一直在下降 C．内电梯处于静止状态 D．内，该同学处于超重状态 探究点三：失重和超重现象的解释 对重物受力分析，重物质量为m： （1）当整个装置向下做匀加速运动，加速度大小为a，方向向下，选定竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律列式：____________________________，得T=_________________。 根据牛顿第三定律，重物对弹簧测力计的拉力T’小于重物所受的重力，即为______现象。 （2）当整个装置向上做匀加速运动，加速度大小为a，方向向上，选定竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律列式：____________________________，得T=_________________。 根据牛顿第三定律，重物对弹簧测力计的拉力T’大于重物所受的重力，即为______现象。 例3.如图所示，一人在电梯水平天花板上固定一弹簧测力计，并在其下方悬挂质量为1kg的重物，然后站立在水平地板上，当电梯开始运动，此人观察到测力计示数稳定为12N。已知人的质量为60kg，重力加速度，弹簧测力计自重不计。下列说法正确的是（　　） A．该电梯处于失重状态 B．该电梯一定向下做匀减速直线运动 C．电梯此时的加速度大小为，方向竖直向下 D．人对地板的压力大小为720N 课后练习 1.2024年9月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础。有关火箭的运动，下列说法正确的是（　　） A． 火箭向上飞行则处于超重状态 B．火箭向下飞行则处于失重状态 C．火箭在加速向上时处于失重状态 D．火箭在减速下降时处于超重状态 2.（多选）2022年12月份，实验学校高中部举行了校秋季运动会，如图所示是小明同学在参加跳高决赛的现场，他以背越式跳过的高度拿到了本届校运会的冠军，为班级争得了荣誉。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力 B．小明起跳时地面对他的支持力大于他的重力 C．小明起跳脚离地以后在上升过程中处于超重状态，小明下降过程中处于失重状态 D．小明起跳脚离地以后在上升和下降过程中都处于失重状态 3.我校为了方便行动不便的同学上下楼安装了电梯，某位同学从四楼到一楼，该同学受电梯地板支持力随时间变化可能正确的选项（    ） A． B． C． D． 4.（多选）某人站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间压力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断（　　） A．在0-8s内，该人完成一次完整的蹲起过程 B．状态a到状态b对应着下蹲过程，状态b到状态c对应着站起过程 C．从状态d到状态e，人处于超重状态 D．从状态e到状态f，人的重心运动的速度和加速度方向都向上 5.如图（a），一重物放在电梯内的压力传感器上，传感器可测出重物对它的压力F在t=0时刻电梯由静止开始竖直上升，t=22s时停止运动。传感器示数F与时间t的关系如图（b）所示，g=10m/s2。则（　　） A．4~18s电梯处于静止状态 B．0~4s重物处于超重状态 C．18~22s电梯做加速运动 D．从图中可求出重物质量为5kg 6. 如图所示，电梯内有一台秤，上面放一个重物。当电梯做匀速直线运动时，台秤的示数为10N，在某时刻，电梯中的人观察到台秤的示数变为8N，取g=10m/s2，此时电梯运动的加速度的大小为多少？方向如何？电梯可能向什么方向运动？ — 1 — 学科网（北京）股份有限公司 $$