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

第四章 第6节 超重和失重 超重和失重 1.超重 (1)定义：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. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 2.失重 (1)定义：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. (2)产生条件：物体具有 的加速度. 3.完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物) 作用力的现象称为完全失重现象. (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向 向下. 判断超重和失重的方法 (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，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态. (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时，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；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态. （3）加速度与超重、失重及视重的关系 加速度情况 超重或失重 视重F a=0 不超重、不失重 F=mg a的方向竖直向上 超重 F=m（g+a） a的方向竖直向下 失重 F=m（g–a） a =g，竖直向下 完全失重 F=0 例题1、某质量为60kg的人站在随电梯运动的台秤上观看自身体重随电梯运动的变化情况，若电梯运动的v﹣t图像如图所示。（取电梯向上运动的方向为正，g取10m/s2）下列表述正确的是（　　） A．0～2s内，台秤示数为660N，电梯加速上升，人处于失重状态 B．0～2s内，台秤示数为540N，电梯加速上升，人处于超重状态 C．5s～6s内，台秤示数为720N，电梯减速上升，人处于超重状态 D．5s～6s内，台秤示数为480N，电梯减速上升，人处于失重状态 【练习1】下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是(　　) A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态 B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态 C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态 D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态 超重失重的有关计算 1、发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了). 2、物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关. 3、物体超重或失重多少由物体的质量 m 和竖直加速度 a 共同决定，其大小等于 ma. 4、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等. 例题2、如图所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．人未受到摩擦力作用 B．人处于超重状态 C．踏板对人的摩擦力大小Ff＝masinθ D．踏板对人的支持力大小FN＝mg﹣masinθ 【练习2】如图所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。她稳定站立时，体重计的示数为A0，关于实验现象，下列说法正确的是 A．“起立”过程，体重计的示数一直大于A0 B．“下蹲”过程，体重计的示数一直小于A0 C．“起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于A0的现象 D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象 综合练习 1．下列关于超重与失重的说法正确的是（ ） A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B．在超重现象中，物体的重力是增大的 C．物体处于完全失重状态时，其重力一定为零 D．如果物体处于失重状态，那么它必然有竖直向下的加速度（或加速度分量） 2．下列关于超重、失重现象的说法正确的是（ ） A．汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态，此时质量没变，重力减小了 B．荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态，此时拉力小于重力 C．宇航员在飞船内处于完全失重状态，而正在进行太空行走的宇航员在飞船外则处于平衡状态 D．电梯加速上升时，电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力 3．跳水运动员从10 m高的跳台上腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中的上升过程和下落过程，以下说法正确的有（ ） A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态 C．上升过程和下落过程均处于超重状态 D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态 4.2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图2所示.则下列说法正确的是(不计空气阻力)(　　) A.王鑫宇在上升阶段重力变大了 B.王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态 C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D.王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力 5.如图所示为浙江卫视“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10 m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4 s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．导师始终处于失重状态 B．战车所受外力始终不变 C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动 D．根据题中信息可以估算导师运动的平均速度 6．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示.乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示.重力加速度大小为g.以下判断正确的是(　　) A.0～t1时间内，v增大，FN>mg B.t1～t2 时间内，v减小，FN<mg C.t2～t3 时间内，v增大，FN<mg D.t2～t3时间内，v减小，FN>mg 7．我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．0~5s内伞兵处于完全失重状态 B．打开降落伞瞬间，伞兵处于超重状态 C．伞兵下落50m时速度小于90km/h D．5~9s内伞兵所受的合力越来越大 8、将一个质量为0.5kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v﹣t图像如图所示，g取10m/s2。则小球（　　） A．受到的阻力大小为6N B．落回到抛出点时的速度大小为 C．上升过程与下落过程都处于超重状态 D．上升过程与下落过程所用时间之比为2：3 9、如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个乒乓球。某时刻细线断开，乒乓球向上加速运动，在此过程中，关于台秤的示数与线断前相比的变化情况及原因。下列说法正确的是（　　） A．容器、水、乒乓球整个系统的重心加速下移，处于失重状态，所以示数变小 B．细线断后不再向上提拉容器底部，所以示数变大 C．细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大 D．由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同 学科网（北京）股份有限公司 $$