专题20 力学单位制、超重和失重 讲义 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册专题讲解

本讲义聚焦力学单位制与超重失重两大核心知识点，以“基本量→基本单位→导出单位”为逻辑主线构建单位制认知框架，再通过实重与视重的对比、加速度方向与运动状态的关系，层层递进揭示超重失重的本质规律，形成从概念理解到现象判断再到实际应用的学习支架。 资料设计亮点突出科学思维与物理观念的融合，如典例6借助v-t图像斜率分析加速度变化，引导学生建立“图像信息→加速度方向→超失重状态”的推理链条，体现模型建构与科学论证素养。课中可辅助教师精准讲解难点，课后学生可通过题型训练巩固知识，查漏补缺，尤其在判断超重失重时易错点上提供清晰路径，提升解题效率与物理直觉。

力学单位制、超重和失重20 题型1 力学单位制 5 题型2 超重失重 6 储备区 知识储备 技巧总结 1 知识清单 1．力学单位制 2．超重与失重 3．超重与失重的判断 2 知识储备 力学单位制知识点 一 1.基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量单位的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间. 2.基本单位 基本量的单位，如长度的单位“米”、质量的单位“千克”、时间的单位“秒”等. 3.导出单位 由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”、力的单位“牛顿”(千克米每二次方秒). 4.单位制 基本单位和导出单位一起组成了单位制. 5.国际单位制 (1)国际单位制中的基本量 国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量. (2)国际单位制中的力学基本单位 长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s. 超重与失重的概念知识点 二 1.实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态　　　　。  (2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。 2.超重、失重和完全失重的比较 比较项 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体的加速度等于g 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以加速度g加速下降或减速上升 原理方程 F-mg=ma→F=m(g+a) mg-F=ma→F=m(g-a) mg-F=mg→F=0 超重与失重的的判断方法知识点 三 1．判断超重和失重现象的三个角度 (1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态；具有向下的加速度时处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。 (3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。 2．对超重和失重问题的三点提醒 (1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。 (2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。 (3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。 3 技巧总结 判断超重、失重现象的“三”技巧 (1)从受力的角度判断：在竖直方向上，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处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态。 (3)从速度变化的角度判断：物体向上加速或向下减速时处于超重状态；物体向下加速或向上减速时处于失重状态。 拓展区 拓展延伸 走进985 整体法在连接体超重、失重问题中的应用 1．从整体观点出发，当系统中有一个质量为m的物体以加速度a竖直向上加速运动时，我们说系统中有部分物体处于超重状态，或说物体超重了ma；同理，当系统中有一个物体以加速度a竖直向下加速运动时，我们说系统中有部分物体处于失重状态，或说物体失重了ma。若有多个物体超重或失重，可把它们求和，看总体的超重或失重情况。 2．当物体失重ma时，物体对支持物的压力为mg－ma；当物体超重ma时，物体对支持物的压力为mg＋ma。 强化区 巩固强化 成果展示 题型1 力学单位制 【典例1】（2024秋•衢州期末）下列物理量是矢量，其单位又是国际单位制中的基本单位的是　　 A．位移 B．加速度 C．摩擦力 D．质量 【答案】 【分析】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔；既有大小，又有方向的物理量是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量。 【解答】解：．位移有方向，运算遵循平行四边形法则，是矢量，其单位是国际单位制中的基本单位，故正确； ．加速度有方向，是矢量，其单位是国际单位制的导出单位，不是基本单位，故错误； ．摩擦力是失量，其单位是国际单位制中的导出单位，故错误； ．质量是标量，其单位是国际单位制中的基本单位，故错误。 故选：。 【典例2】（2024秋•海门区校级期末）1埃米米，埃米是下列哪个物理量的单位 A．长度 B．质量 C．时间 D．速度 【答案】 【分析】根据1埃米米可知埃米与这个长度单位有联系，据此分析。 【解答】解：1埃米米，埃米表示的是长度的单位，故正确，错误。 故选：。 【典例3】（2024秋•连云港期末）力的单位“牛顿 “在国际单位制中用基本单位表示为　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据牛顿第二定律公式以及式中各个量的单位，分析与其他单位的关系。 【解答】解：在牛顿第二定律公式中，的单位是，的单位是，的单位是，则有，故错误，正确。 故选：。 【典例4】（2025•源城区校级开学）1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制LeSystěmeInternationaldUnités，法文），简称。下列选项中全部为国际单位制中的基本单位的是　　 A．长度、质量、时间 B．米、千克、秒 C．电流、开尔文、摩尔 D．安培、开尔文、物质的量 【答案】 【分析】单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，七个基本物理量的单位称为基本单位，而由物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。 【解答】解：国际单位制规定了九个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们在国际单位制中的单位分别为、、、、、、，故正确，错误。 故选：。 题型2 超重失重 【典例5】（2025•娄底模拟）许多大型商场安装了观光电梯。在电梯升降过程中，对于身处其中的顾客，下列说法不正确的是　　 A．顾客所受的弹力是由于电梯的形变而产生的 B．启动电梯向上加速时，顾客处于超重状态 C．电梯向上减速时，顾客处于超重状态 D．电梯向下减速时，顾客处于超重状态 【答案】 【分析】顾客所受的弹力是由于电梯的形变而产生的，加速度向上为超重，加速度向下为失重。 【解答】解：．顾客所受的弹力是由于电梯的形变而产生的，故正确； ．启动电梯向上加速时，加速度向上，顾客处于超重状态，故正确； ．电梯向上减速时，加速度向上，顾客处于失重状态，故错误； ．电梯向下减速时，加速度向上，顾客处于超重状态，故正确； 本题选不正确的，故选：。 【典例6】（2024秋•丽水期末） 2024年6月，我国无人机成功飞越珠峰，体现了我国强大的无人机制造能力。如图甲为某次无人机从地面开始向上起飞的场景，图乙为它运动的速度—时间图像，下列说法正确的是　　 A．无人机有时向上运动有时向下运动 B．无人机在至过程中先超重再失重 C．无人机在至过程中受到的合力越来越大 D．无人机在时的加速度大于在时的加速度 【答案】 【分析】图像的斜率标示加速度，速度的正负表示方向；加速度向下，物体处于失重状态，加速度向上，物体处于超重状态；根据牛顿第二定律分析合力大小变化。 【解答】解：．根据图乙无人机运动的速度—时间图像可知，无人机的速度方向一直为正方向，所以无人机一直向上运动，故错误； ．根据图乙可知，无人机在至过程中先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，则无人机先超重再失重，故正确； ．根据的切线斜率表示加速度，由图乙可知，无人机在时的加速度小于在时的加速度，在至过程中无人机的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，无人机受到的合力越来越小，故错误。 故选：。 【典例7】（2025•丰台区开学）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内力传感器的示数随时间变化的情况，其中、、为不同时刻的三个状态，由此可以判断　　 A．在内，该人完成一次完整的蹲、起过程 B．从状态到状态，人始终处于失重状态 C．状态时，人处于静止状态 D．状态时，人受到的支持力大于传感器受到的压力 【答案】 【分析】根据相互作用力的关系，可知人受到的支持力与传感器受到的压力的大小关系；根据人下蹲、起立过程中的速度特点，可知其受到的支持力与重力的关系，结合图像，即可分析人在内、、状态人的运动特点、超失重情况。 【解答】解：、根据相互作用力的关系，可知人受到的支持力与传感器受到的压力的大小相等，故错误； 、根据人下蹲过程中：速度先向下增大，再向下渐小，即加速度先向下后向上；可知其受到的支持力先小于重力，后大于重力； 起立过程中：速度先向上增大，再向上渐小，即加速度先向上后向下；可知其受到的支持力先小于重力，后大于重力； 结合图像，可知人在内只有一次下蹲动作； 其中从到状态，人受到的支持力均小于重力，即人始终失重； 状态时，人即将从向下加速改为向下减速，即人仍在下蹲过程，故错误，正确。 故选：。 【典例8】（2025•湛江校级模拟）近日，14岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图所示，在女子跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则　　 A．全红婵在空中运动的时间为 B．入水后全红婵受到水的阻力为 C．入水后全红婵处于失重状态 D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态 【答案】 【分析】全红婵做竖直上抛运动，根据运动学公式可求出其在空中的总时间；根据速度公式确定水中的加速度，再牛顿第二定律求出水的阻力；根据加速度方向确定是超重还是失重状态。 【解答】解：．以向上为正方向，则根据可得 解得，即全红婵在空中运动的时间为，故错误； ．入水时的速度 在水中的加速度大小，方向竖直向下； 根据牛顿第二定律可知，故正确； ．入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，故错误； ．跳离跳台后上升阶段，加速度向下，则全红婵处于失重状态，故错误。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $ 力学单位制、超重和失重20 题型1 力学单位制 5 题型2 超重失重 6 储备区 知识储备 技巧总结 1 知识清单 1．力学单位制 2．超重与失重 3．超重与失重的判断 2 知识储备 力学单位制知识点 一 1.基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量单位的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间. 2.基本单位 基本量的单位，如长度的单位“米”、质量的单位“千克”、时间的单位“秒”等. 3.导出单位 由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”、力的单位“牛顿”(千克米每二次方秒). 4.单位制 基本单位和导出单位一起组成了单位制. 5.国际单位制 (1)国际单位制中的基本量 国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量. (2)国际单位制中的力学基本单位 长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s. 超重与失重的概念知识点 二 1.实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态　　　　。  (2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。 2.超重、失重和完全失重的比较 比较项 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体的加速度等于g 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以加速度g加速下降或减速上升 原理方程 F-mg=ma→F=m(g+a) mg-F=ma→F=m(g-a) mg-F=mg→F=0 超重与失重的的判断方法知识点 三 1．判断超重和失重现象的三个角度 (1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态；具有向下的加速度时处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。 (3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。 2．对超重和失重问题的三点提醒 (1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。 (2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。 (3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。 3 技巧总结 判断超重、失重现象的“三”技巧 (1)从受力的角度判断：在竖直方向上，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处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态。 (3)从速度变化的角度判断：物体向上加速或向下减速时处于超重状态；物体向下加速或向上减速时处于失重状态。 拓展区 拓展延伸 走进985 整体法在连接体超重、失重问题中的应用 1．从整体观点出发，当系统中有一个质量为m的物体以加速度a竖直向上加速运动时，我们说系统中有部分物体处于超重状态，或说物体超重了ma；同理，当系统中有一个物体以加速度a竖直向下加速运动时，我们说系统中有部分物体处于失重状态，或说物体失重了ma。若有多个物体超重或失重，可把它们求和，看总体的超重或失重情况。 2．当物体失重ma时，物体对支持物的压力为mg－ma；当物体超重ma时，物体对支持物的压力为mg＋ma。 强化区 巩固强化 成果展示 题型1 力学单位制 【典例1】（2024秋•衢州期末）下列物理量是矢量，其单位又是国际单位制中的基本单位的是　　 A．位移 B．加速度 C．摩擦力 D．质量 【典例2】（2024秋•海门区校级期末）1埃米米，埃米是下列哪个物理量的单位 A．长度 B．质量 C．时间 D．速度 【典例4】（2025•源城区校级开学）1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制LeSystěmeInternationaldUnités，法文），简称。下列选项中全部为国际单位制中的基本单位的是　　 A．长度、质量、时间 B．米、千克、秒 C．电流、开尔文、摩尔 D．安培、开尔文、物质的量 题型2 超重失重 【典例5】（2025•娄底模拟）许多大型商场安装了观光电梯。在电梯升降过程中，对于身处其中的顾客，下列说法不正确的是　　 A．顾客所受的弹力是由于电梯的形变而产生的 B．启动电梯向上加速时，顾客处于超重状态 C．电梯向上减速时，顾客处于超重状态 D．电梯向下减速时，顾客处于超重状态 【典例6】（2024秋•丽水期末） 2024年6月，我国无人机成功飞越珠峰，体现了我国强大的无人机制造能力。如图甲为某次无人机从地面开始向上起飞的场景，图乙为它运动的速度—时间图像，下列说法正确的是　　 A．无人机有时向上运动有时向下运动 B．无人机在至过程中先超重再失重 C．无人机在至过程中受到的合力越来越大 D．无人机在时的加速度大于在时的加速度 【典例7】（2025•丰台区开学）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内力传感器的示数随时间变化的情况，其中、、为不同时刻的三个状态，由此可以判断　　 A．在内，该人完成一次完整的蹲、起过程 B．从状态到状态，人始终处于失重状态 C．状态时，人处于静止状态 D．状态时，人受到的支持力大于传感器受到的压力 【典例8】（2025•湛江校级模拟）近日，14岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图所示，在女子跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则　　 A．全红婵在空中运动的时间为 B．入水后全红婵受到水的阻力为 C．入水后全红婵处于失重状态 D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态 学科网（北京）股份有限公司 $