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

该高中物理课件聚焦超重和失重，通过体重计下蹲视频演示导入，先讲解重力测量方法及实重、视重概念，再结合牛顿第二定律分析下蹲过程的加速与减速阶段，构建从现象到理论的学习支架。 其亮点在于以生活情境（电梯运动、蹦极）和例题为载体，通过科学推理分析受力与加速度关系，结合表格总结状态、视重规律，培养科学探究能力与物理观念。助力学生深化概念理解，也为教师提供结构化教学素材。

第6节 超重和失重 第四章 运动和力的关系 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？ 点 击 视 频 1.知道测量重力的方法。 2.认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的原因。 3.能应用牛顿第二定律解决有关超重和失重的问题。 学习目标 知识点一：重力的测量 1.重力 （1）视重：测量仪器显示的读数，是指物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力。 由于地球的吸引而使物体受到的力 G=mg（实重）。 2.重力的称量 （2）实重：被测物体静止时，根据二力平衡，弹簧秤（台秤）对物体的拉力（支持力）等于重力被测物体静止时，根据二力平衡，弹簧秤（台秤）对物体的拉力（支持力）等于重力 新知学习 一种方法是： （1）先测物体做自由落体运动的加速度g （2）再用天平测量物体的质量，利用牛顿 第二定律可得 另一种方法是： 利用力的平衡条件对重力进行测量。 3.测量重力常用两种方法 新知学习 知识点二：超重和失重 人在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？ 选取人为研究对象，人体受到重力mg 和体重计对人的支持力FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。 视重 实重 下蹲过程：加速下降减速下降静止 新知学习 ①设竖直向下方向为坐标轴正方向，人加速向下运动的过程中 v a 根据牛顿第二定律 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力。 mg-FN=ma FN=m(g-a)<mg 加速度方向与运动方向相反 新知学习 ②设竖直向下方向为坐标轴正方向,人减速向下运动的过程中 体重计的示数（视重）大于人受到的重力。 加速度方向与运动方向相反 mg-FN=-ma FN=m(g+a)>mg v a 新知学习 2.失重 (1)定义: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。  (2)产生条件:  3.完全失重 (1)定义:物体对支持物(或悬挂物) 完全没有作用力。  (2)产生条件: 物体具有向下的加速度。 物体加速度方向向下,大小等于g 。  (1)定义: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。  1.超重 物体具有向上的加速度。  (2)产生条件: 4.实重：物体的实际重力。 注意：无论是超重还是失重，人本身的实际重力mg 并没有变化。 新知学习 新知学习 火箭发射时向上的加速度很大，火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。 新知学习 航天器内的物将处于完全失重状态。完全失重时，物体将飘浮在空中，液滴呈球形 新知学习 5.超重、失重的分析 状态 加速度 视重(F)与 重力的关系 运动情况 受力图 平衡 超重 失重 完全失重 a=0 向上 向下 向下(a=g) F=mg F=m(g+a)>mg F=m(g-a)<mg F=0 静止或匀速 直线运动 向上加速 或向下减速 向下加速或 向上减速 抛体运动、自 由落体运动 mg F mg F mg F mg 新知学习 1.试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 解：当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。 思考 新知学习 2.人站在力传感器上完成下蹲动作。 如图 ，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。 请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况。 先超重后失重 新知学习 3.用手提住弹簧测力计,(1)用弹簧测力计测物体重力时,突然向上加速,观察弹簧测力计的示数如何变化? (2)用弹簧测力计测物体重力时,突然向 下加速,观察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 ,观察弹簧测力计的示数如何变化? (1)弹簧测力计示数变大了。 (2)弹簧测力计示数变小了。 (3)弹簧测力计示数变为零。 新知学习 点击此处添加章节的描述内容，言简意赅，20号字。 例题1：设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25 m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8 m/s2。 知识点三：牛顿第二定律解决有关超重和失重的问题 新知学习 分析：人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力FN。 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的 压力FN'为FN'= - F = - 603 N 解：设竖直向上方向为坐标轴正方向。 F合=运动方向的力-反向的力 FN - mg = ma FN=m（g+a）=603N 新知学习 例题2：一质量为40 kg的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F 的变化如图所示．试求在这段时间内电梯上升的高度？(取重力加速度g＝10 m/s2) 新知学习 在0～2 s内，FN > mg ，小孩处于超重状态： 在2 ～ 5 s内， FN = mg，小孩处于平衡状态： 在5 ～ 6 s内， FN < mg，小孩处于失重状态： 电梯上升的高度： 解： 新知学习 例题3：一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的 高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统 启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为 76 m，当落到离地面28 m 的位置时开始制动，座舱做匀 减速运动。若座舱中某人的质量为50 kg ，当座舱落到离 地面50 m 的位置时，人对座舱的压力是多少？当座舱落 到离地面15 m 的位置时，人对座舱的压力是多少？ 新知学习 21 解（1）离地面50 m时，人和座舱在自由下落，人处 于完全失重状态，所以人对座舱的压力为0。 FN mg a v a v 76 m 自由 落体 h1=48 m 匀减 速运动 h1=28 m （2）自由下落过程：h1=76-28=48m 匀减速运动过程： 解得：a=17.14m/s2 根据牛顿第三定律：人对座舱的压力为1357 N 根据牛顿第二定律，有： 新知学习 1.某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,在电梯天花板上固定一个力传感器,测 量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的 钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上显示 出如图所示图像,以下根据图像分析所得结论 错误的是(　　) A.该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况 B.从时刻t1到t2,钩码处于失重状态,从时刻t3到t4,钩码处于超重状态 C.电梯可能先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后静止 D.这个过程中,物体的重力发生了变化 D 练一练 新知学习 23 2.蹦极是一项极限体育项目。运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前做自由落体运动；当弹性绳被拉直后，在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增加再减小逐渐减为0。下降过程中，运动员在什么阶段分别处于超重、失重状态？ 解：运动员加速下降阶段，加速度向下，处于失重状态； 运动员减速下降阶段，加速度向上，处于超重状态。 新知学习 一、重力的测量 测量重力常用的两种方法:一种方法利用牛顿第二定律G ＝ mg 另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。 二、超重和失重 1.超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受重力的现象。 2.失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受重力的现象。 3.完全失重：物体对支持物(或悬挂物) 完全没有作用力。 三：应用超、失重的动力学特点分析解决生活中的超、失重问题。 课堂总结 Lavf57.83.100 $$