7 第4章 第6节 超重和失重-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用课件(人教版)

该高中物理课件聚焦“超重和失重”核心知识点，涵盖概念、条件及应用。课前通过梳理重力测量方法、明确超重失重定义与条件，结合判断正误题纠正常见误区，为课堂探究搭建学习支架，衔接牛顿运动定律与实际现象分析。 其亮点在于结合电梯、火箭等生活实例及v-t图、F-t图分析，通过问题探究引导科学推理，深化运动和相互作用观念，培养模型建构能力。如升降机超重失重计算、斜面运动系统分析等实例，助力学生提升科学思维，教师可直接用于课堂，高效落实核心素养教学。

第6节　超重和失重 1 学习目标 1．知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象。 2．能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、重力的测量 1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用__________测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得 G＝mg。 2．另一种方法是，利用力的______________对重力进行测量。 天平 平衡条件 返回导航 二、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：物体具有竖直向上的加速度。 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：物体具有竖直向下的加速度。 大于 小于 返回导航 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)______________作用力的状态。 (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下。 完全没有 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)物体向上运动时一定处于超重状态。(　　) (2)物体减速向下运动时处于失重状态。(　　) (3)物体处于失重状态时重力减小了。(　　) (4)物体处于完全失重状态时就不受重力了。(　　) (5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的。(　　) (6)超重和失重可根据物体的加速度方向判定。(　　) ×　 √ ×　 ×　 ×　 √ 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 9 知识点一　对超重、失重现象的理解 如图所示，某人乘坐电梯正在向上运动。 (1)电梯启动瞬间加速度沿什么方向？人受到的支持力比其所受重力大还是小？电梯匀速向上运动时，人受到的支持力比其所受重力大还是小？ [提示]　电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；电梯匀速向上运动时，人受到的合力为0，所以支持力等于重力。 返回导航 (2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度沿什么方向？人受到的支持力比其所受重力大还是小？ [提示]　减速运动时，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力。 返回导航 1．实重：物体实际所受的重力，物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。 2．视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体所受的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 3．判断物体超重与失重的方法 (1)从受力的角度判断 ①超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力。 ②失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力。 返回导航 (2)从加速度的角度判断 ①当物体的加速度方向向上(或加速度有竖直向上的分量)时，处于超重状态。 ②当物体的加速度方向向下(或加速度有竖直向下的分量)时，处于失重状态。 注意：物体处于超重还是失重状态，只取决于沿竖直方向的加速度的方向，与物体的运动方向无关。 返回导航 　 在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为0；水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。 返回导航 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 √ 返回导航 [解析]　火箭加速向上飞行时，加速度向上，处于超重状态，火箭向上匀速运动时，则处于平衡状态，故A、C错误；火箭向下减速下降时，加速度向上，处于超重状态，火箭向下加速飞行时，加速度向下，处于失重状态，火箭向下匀速运动时，则处于平衡状态，故B错误，D正确。 返回导航 (2025·内蒙古赤峰市期中)在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为如图所示的40 kg。电梯突然启动，在启动的一段时间内，该同学发现体重计示数为45 kg，重力加速度大小g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　)  A.该同学的质量变大了 B.电梯启动时一定在竖直向上运动 C.电梯启动时可能在竖直向下运动 D.电梯启动时的加速度大小为2 m/s2 √ 返回导航 [解析]　该同学的质量不变，故A错误；该同学在这段时间内处于超重状态，电梯启动时一定在竖直向上运动，故B正确，C错误；根据牛顿第二定律，可知F－mg＝ma，其中F＝m示数g，解得a＝1.25 m/s2，故D错误。 返回导航 知识点二　超重和失重的分析计算 1．超重与失重问题，实质上是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住联系力和运动的桥梁——加速度。 2．基本思路 (1)确定研究对象； (2)把研究对象从运动体系中隔离出来，进行受力分析并画出受力图； (3)选取正方向，分析物体的运动情况，明确加速度的方向； (4)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程； (5)解方程，找出所需的结果。 返回导航 3．注意使用牛顿第三定律，因为压力和支持力并不是一回事，同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动(或向下运动)无关。 返回导航 (2025·江苏无锡市期末)小明探究从一楼坐电梯回到家(五楼)的电梯运动情况的v－t图像如图所示，小明处于失重阶段的是(　　)   A.从20.0 s到30.0 s　 B.从30.0 s到40.0 s C.从40.0 s到50.0 s D.从50.0 s到60.0 s √ 返回导航 [解析]　从20.0 s到30.0 s，由v－t图像可知，速度随时间在增大，因此小明随电梯在加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重阶段，A错误；从30.0 s到40.0 s，速度基本保持不变，电梯仍在上升，因此小明随电梯匀速上升处于平衡阶段，B错误；从40.0 s到50.0 s，速度随时间在减小，电梯仍在上升，因此小明随电梯在减速上升，加速度向下，处于失重阶段，C正确；从50.0 s到60.0 s，速度为0，即此时电梯到达目的楼层，小明处于静止平衡阶段，D错误。 返回导航 (多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示，根据图像分析得出的结论正确的是(　　)  A.从时刻t1到t2，物块处于失重状态 B.从时刻t3到t4，物块处于失重状态 C.电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 √ √ 返回导航 [解析]　从F－t图像可以看出，0到t1，F＝mg，电梯可能处于静止状态或匀速直线运动状态；t1到t2，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，电梯可能做加速向上运动或减速向下运动；t2到t3，F＝mg，电梯可能静止或做匀速直线运动；t3到t4，F<mg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，电梯可能加速向下或减速向上。综上分析可知，B、C正确。 返回导航 升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20 kg 的物体(g取10 m/s2)。 (1)当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？ [解析]　当升降机匀速上升时，FN＝mg＝200 N 根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。 [答案]　200 N　 返回导航 (2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？ [解析]　当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律 FN′－mg＝ma1 解得FN′＝220 N。 [答案]　超重　220 N　 返回导航 (3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？ [解析]　当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律 mg－FN″＝ma2 解得FN″＝100 N。 [答案]　失重　100 N　 返回导航 (4)当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？ [解析]　当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，对台秤的压力为0。 [答案]　0 返回导航 知识点三　沿斜面运动物体的超重和失重 (多选)如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有(　　) A.物体处于失重状态 B.地面对斜面体的支持力等于(M＋m)g C.地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g D.由于不知a的具体数值，无法比较地面对斜面体的支持力与(M＋m)g的大小关系 √ √ 返回导航 [解析]　对M和m组成的系统，当m具有沿斜面向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心加速向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统所受的重力。 返回导航 (多选)同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同，且乘客均相对于电梯静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是(　　)   A.三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B.只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用 C.在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大 D.三种方式中的乘客均处于超重状态 √ √ 返回导航 [解析]　电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用，在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用，在丙种方式中，乘客受到支持力、重力，故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故A、B错误；在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力FN1＝mg cos θ，在乙种方式中，根据牛顿第二定律有FN2－mg＝ma sin θ，乘客受到电梯地板的支持力FN2＝mg＋ma sin θ，在丙种方式中，根据牛顿第二定律有FN3－mg＝ma，乘客受到电梯地板的支持力FN3＝mg＋ma，可得FN1<FN2<FN3，故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C正确；三种方式中的乘客均有向上的加速度，处于超重状态，故D正确。 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 33 1．(对超重和失重的理解)(2025·湖南长沙市期末)2024年11月8日，中国新型隐形战机歼-35A亮相珠海，关于歼-35A下列说法正确的是(　　) A.歼-35A在进行飞行表演时，可以将其看成质点 B.歼-35A向下俯冲时，飞机里的飞行员一定处于失重状态 C.歼-35A向下俯冲时，飞机里的飞行员一定处于超重状态 D.以歼-35A为参考系，加油机给歼-35A空中加油时是静止的 √ 返回导航 解析：飞行表演重点看飞机的姿态，故不可将飞机看成质点，A错误；歼-35A向下俯冲，可能向下加速，可能向下匀速，也可能向下减速，B、C错误；加油机给歼-35A空中加油时，二者处于相对静止状态，以歼-35A为参考系，加油机是静止的，D正确。 返回导航 2．(应用图像分析超重和失重)(2025·黑龙江哈尔滨市期末)随着科技的发展，手机的功能越来越多。如图所示是小米同学随质量为100 kg的货物乘坐电梯时利用手机软件制作的运动v－t图像(竖直向上为正方向)，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　)   A.前10 s货物处于失重状态 B.前10 s内电梯对货物的支持力恒为1 010 N C.前46 s内货物上升的距离为34 m D.30 s到36 s内货物处于超重状态 √ 返回导航 返回导航 3．(沿斜面运动物体的超重和失重)(多选)某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运行很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速再匀速运行。下列说法正确的是(　　)   A.扶梯匀速运行中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小 B.扶梯加速运行中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小 C.扶梯加速过程中，顾客处于失重状态 D.扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用 √ √ √ 返回导航 解析：无论扶梯匀速还是加速，顾客受到的支持力和扶梯受到的压力总是一对作用力与反作用力，因此它们的大小总是相等的，故A、B正确；在加速的过程中，顾客加速度与速度同方向，具有竖直向下的加速度分量，顾客处于失重状态，故C正确；在加速的过程中，顾客受到的合力斜向左下方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行，方向水平向左，同时顾客还受重力、支持力的作用，故D错误。 返回导航 解析：前10 s货物向上加速，处于超重状态，A错误；前10 s内电梯的加速度a＝＝ m/s2，对货物根据牛顿第二定律有FN－mg＝ma，可得对货物的支持力恒为FN＝1 010 N，B正确；因v－t图像与坐标轴围成的面积等于位移可知，前46 s内货物上升的距离x＝×1 m－×10×1.2 m＝22 m，C错误；30 s到36 s内货物向上减速，加速度向下，处于失重状态，D错误。 $