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核心知识点，通过“站在体重计下蹲时示数变化”的问题导入，衔接牛顿运动定律，以重力测量方法为基础，构建超重、失重及完全失重的概念体系，形成递进式学习支架。 其特色在于以科学思维中的科学推理为核心，通过压力传感器图线分析（如例题1）、电梯体重计观察实验（做一做）等，融合科学探究要素。采用问题驱动与实例分析结合的教学方法，助学生深化理解，培养科学探究能力，也为教师提供直观教学素材。

4.6 超重和失重 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？ 问题？ 一.重力的测量 方法一：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质量m，利用牛顿第二定律F合=ma可得 G = mg 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量，将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等， 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)大于物体所受重力的现象。 （2）产生条件：物体具有向上的加速度 当物体具有向上的加速度a时，支持物对物体的支持力（或悬绳的拉力）为F，由牛顿第二定律可得 F-mg=ma 所以F= m(g + a )> mg ，由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力） F '> mg . （3）产生超重的原因： 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：物体具有向下的加速度 （3）产生超重的原因： 当物体具有向下的加速度a时，支持物对物体的支持力（或悬绳对物体的拉力）为 F，由牛顿第二定律可知： mg- F = ma 所以F=m( g - a )< mg ，由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力） F '< mg . 注意：超重或失重与物体运动方向无关，由加速度方向决定 3.完全失重 （1）定义：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象。 （2）产生条件：a=g，方向竖直向下 例题1．如图是某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N ，除此以外，还可以得到以下信息( ) A .1s时人处在下蹲的最低点 B .2s时人处于下蹲静止状态 C .该同学做了2次下蹲一起立的动作 D .下蹲过程中人始终处于失重状态 B 例2.升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（ g=10m/)，则： (1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？ (2）当升降机以1m/的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ (3）当升降机以5m/的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ (4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？ 200N 超重状态 220N 失重状态 100N 0 注意：无论是超重还是失重，物体本身的重力都不随运动改变，只是视重改变. ⁠ 4.实重和视重 （1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关 （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，此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. 在电梯地板上放一台体重计。站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。 做一做 实际中有许多领域涉及超重和失重现象。例如，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。如果是载人航天，在火箭发射阶段，航天员要承受数倍于自身体重的压力。只有很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题，才能使火箭成功发射、航天员顺利飞向太空。 航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体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（如图)，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”······ 超重和失重现象在实际中还有许多，请你通过读书、上网、请教专业人员等多种途径进一步学习和了解。 例题3.高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示。不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ) A.人向上弹起的过程中，一直处于超重状态 B.人向上弹起的过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力 C.从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动 D.弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力 D 训练1.为了节能，商场的自动扶梯会在无人乘行时低速运行，有人站上去时慢慢加速．自动扶梯在下列运行状态时，人处于超重状态的是( ) A ．匀速上行 B ．匀速下行 C ．加速下行 D ．加速上行 D 训练2.（多选）小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得自己的体重为500N ,再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止，得到台秤的示数 F 随时间 t 变化的图像如图所示，g取10m/．下列说法正确的是（ ) A.在0～2s内，小明处于超重状态 B.在0～2s内，小明加速度大小为1m/ C.在10～11s内，台秤示数为=600 N D.在0～11s内，电梯通过的距离为18m BC 训练3.如图为某电梯铭牌，该电梯额定载客人数为14人，额定载重量为1050 kg ,当电梯受到的压力超过额定载重物体的重力时电梯会鸣笛警示．该电梯在八层停靠时进入15位乘客，15位乘客总质量1040kg ．则下列说法正确的是( ) A.当第15位乘客进入电梯时，该电梯会鸣笛警示 B.当电梯从八层开始向下运动时，电梯会鸣笛警示 C.当电梯从八层下降到一层，快要停止时，电梯可能会鸣笛警示 D.电梯从八层下降到一层停止全过程中一定不会鸣笛警示 C $