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”，以“下蹲时体重计示数变化”的生活现象导入，衔接牛顿运动定律，通过重力测量（视重与实重）、电梯及下蹲实例分析，构建“现象-概念-条件-应用”的学习支架，帮助学生理解本质。 其亮点在于以生活情境驱动科学探究，通过受力分析和牛顿定律推导培养科学思维，结合电梯、蹦极等实例及图像分析深化运动和相互作用观念，小结提炼加速度方向与视重关系。学生能联系生活现象提升分析能力，教师可直接用实例和练习高效教学。

第六节 超重和失重 第四章 运动和力的关系 docerID:327037375 学习目标 1.理解超重和失重的概念 2.知道产生超重和失重的条件，知道超重与失重的本质 3.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象 4.用科学的观点解释身边的物理现象 2 docerID:327037375 新课导入 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？ 下蹲过程 起立过程 3 新课讲解 一、重力的测量 1.方法一：利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的 ，利用牛顿第二定律可得G= 。 质量m mg 新课讲解 测力计 等于 2.方法二：利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在 上，使它处于静止状态。这时物体受到的重力的大小 测力计对物体的拉力或支持力的大小。 由力的平衡条件 F=G F G 由牛顿第三定律 F=F' F' F G F' 物理上把物体所受重力的实际大小即实际重量称为物体的实重，将物体在测量工具上得到的重量的读数称视重。 新课讲解 视 重 视 重 视重：测力计的示数反映了物体对支撑物的压力或对悬挂物的拉力，称为视重。 依据：牛顿第三定律 实 重 物体实际的重力大小。 结 论 静止或匀速状态下，视重=实重。 实 重 什么情况下实重与视重不相等呢？ 新课讲解 二、超重和失重 如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，电梯上升过程中经历加速、匀速和减速的过程，在加速和减速上升的过程中，体重计的示数(反映了人对体重计的压力)会发生变化。设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，试分析判断。 新课讲解 (1)电梯加速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系； 电梯加速上升时，对人受力分析如图甲所示 由牛顿第二定律得FN-mg=ma 得FN=mg+ma>mg (2)电梯减速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系。 电梯减速上升时，对人受力分析如图乙所示 由牛顿第二定律得mg-FN=ma 得FN=mg-ma<mg v 甲 a mg FN v 乙 a mg FN 加速上升过程中支持力大于重力 减速上升过程中支持力小于重力 新课讲解 1.超重现象 (1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 2.失重现象 (1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 F mg a F >mg F mg a F<mg 大于 竖直向上 小于 竖直向下 新课讲解 3.完全失重现象 (1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 的现象。 (2)产生条件：a＝g，方向 。 mg F=0 只受重力 g 竖直向下 等于零 思考问题：超失重与速度方向有关系吗？ 是否向上的运动就一定产生超重现象，向下的运动就一定产生失重现象呢？ 新课讲解 人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。分析力传感器上的人“下蹲”“站起”两个过程中超重和失重的情况。 新课讲解 关于电梯的超重失重现象研究 （1）向上加速： （a向上） 向下减速 超重 （2）向上匀速： （a=0） 向下匀速 平衡 （3）向上减速： （a向下） 向下加速 失重 超重条件 物体具有向上的加速度，与速度的方向无关。 失重条件 物体具有向下的加速度，与速度的方向无关。 新课讲解 (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，向下的加速度为g时处于完全失重状态。 (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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。 (3)超重或失重与速度无关。 F mg a F >mg 超重状态 F mg a F<mg 失重状态 mg F=0 只受重力 完全失重 g 判断超重、失重状态的方法 新课讲解 a方向向上 ——超重 加速上升 减速下降 a方向向下 ——失重 加速下降 减速上升 想一想：以下情况那种物体处于超重？那种处于失重呢？ 新课讲解 超重、失重的比较 特征状态 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 F＝mg 静止或匀速直线运动 竖直向上或有竖直向上的分量 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速 竖直向下或有竖直向下的分量 由mg－F＝ma得F＝m(g－a) <mg 向下加速或向上减速 a＝g F＝0 自由落体运动、竖直上抛运动 F mg F mg a F mg a mg g 运动过程 运动类型 视重 v方向 a方向 现象 上升过程 加速上升 匀速上升 减速上升 下降过程 加速下降 匀速下降 减速下降 FN＞m g 向上 向上 超重 a=0 FN=mg 向上 FN＜mg 向上 向下 失重 FN＞m g 向下 向上 超重 FN＜mg 向下 向下 失重 a=0 FN=mg 向下 1.蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。在某次活动中，很长的橡皮绳一端绑在蹦极爱好者踝部，另一端固定在高处建筑物上，蹦极爱好者从高处由静止竖直向下跳出，已知橡皮绳的弹力与其伸长量成正比，不计空气阻力。下列判断正确的是( ) A.从橡皮绳刚拉直到最低点的过程中，蹦极爱好者一直处于失重状态 B.在橡皮绳拉直前蹦极爱好者处于失重状态，之后处于超重状态 C.在橡皮绳拉直前蹦极爱好者处于超重状态，之后处于失重状态 D.蹦极爱好者在橡皮绳拉直后的某时刻速度最大 课堂练习 课堂练习 18 课堂练习 2.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（t1~t2段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是( ) A.乘客上升全过程中，v一直增大 B.0~t1时间内，v增大，乘客处于失重状态 C.t1~t2时间内，v减小，乘客处于超重状态 D.t2~t3时间内，v减小，乘客处于失重状态 19 课堂练习 20 课堂练习 3.在跳水比赛中，若从运动员离开跳板开始计时，跳水过程中运动员的速度随时间变化的图像如图所示，运动员可看作质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是( ) A.运动员在0~t1时间内处于超重状态 B.运动员在0~t2时间内做的是自由落体运动 C.运动员在t3时刻处于运动过程中的最低点 D.运动员在水中的加速度逐渐减小 21 课堂练习 22 超重与失重 超重现象 完全失重现象 失重现象 加速度向上 视重>重力 加速度向下 视重<重力 加速度为g 视重= 0 课堂小结 23 感谢观看 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 $