4.7超重与失重 课件 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件围绕“超重与失重”核心知识点，通过“称体重”小活动导入，从视重与实重的区别切入，结合电梯运动分析、完全失重实验及太空应用实例，构建从现象到本质再到应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过“水不往低处流”实验和蹦极习题培养科学思维，结合加速度方向判断规律强化物理观念。采用问题驱动和实例分析的教学方法，帮助学生理解视重变化本质，教师可借助丰富活动提升教学效果。

“魔术——消失的体重” 开始 菜单 小活动：称体重 体重计上面的体重可以变化吗？ 在体重计上快速下蹲的过程中，体重计的示数怎样变化？ 再快速起立又会怎样？ 是不是这位同学的体重发生改变了呢？ 小活动：称体重 问题1：体重计测量出的示数是什么物理量？其测量本质反映什么物理量？ N' 静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。 示数 压力 支持力 重力G 示数 反映 压力 G N N 由牛顿第三定律得：F' = F 环节一：视重与实重 一、视重：台秤或弹簧测力计的示数（可变） 物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力） 二、实重：物体实际的重力（不变） T 视重大于实重时， 称为超重现象 视重小于实重时， 称为失重现象 N' N >G T >G N N <G T <G T' 电梯上升 环节二：超重与失重 核心探究：电梯上升，v向上，实重：57kg 运动分析 体重示数变化 受力分析 F与mg关系 a方向 物理现象 加速 匀速 减速 61kg（变大） 57kg（不变） 53kg（变小） F mg mg F mg F F>mg F=mg F<mg a=0 超重 平衡 失重 环节二：超重与失重 电梯下降 环节二：超重与失重 核心探究：电梯下降，v向下，实重：57kg 运动分析 体重示数变化 受力分析 F与mg关系 a方向 物理现象 加速 匀速 减速 53kg（变小） 57kg（不变） 61kg（变大） mg F mg F F<mg F=mg F>mg a=0 失重 平衡 超重 F mg 环节二：超重与失重 上升过程 下降过程 如何判断超重和失重？ 环节二：超重与失重 ①产生条件： 物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态； 具有向下的加速度时，它就处于失重状态。 ②本质： 超重、失重与运动的方向无关，只取决于加速度的方向 a↑时，超重；a↓时，失重 本质是：a≠0 结论分析 环节二：超重与失重 超重现象特点 失重现象特点 a 1.受力特点:T(N)>G 竖直向上 斜向上方 （有竖直向上的分量） 2.物体加速 度的方向 3.物体的运动状态 向上加速 向下减速 4.视重是多少？ N−mg = ma N= mg + ma 1.受力特点:T(N)<G 竖直向下 斜向上方 （有竖直向上的分量） 2.物体加速 度的方向 3.物体的运动状态 向下加速 向上减速 4.视重是多少？ mg − N= ma N= mg − ma 环节三：完全失重 F合 = mg — F=ma mg— F=mg F = mg — m g = 0 思考：当物体处于失重状态，且a＝g 时会发生什么现象？ 总结：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力等于零，就是“完全失重”状态。 0 0 视重=0 条件： 受力：T（N）=0 加速度：a=g 如：自由落体和竖直上抛运动 环节三：完全失重 教材P136 环节三：完全失重 小实验：当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 讨论： 3、瓶自由下落时，水不喷出的原因是什么？ 1、自由下落时水失去重力了吗？ 2、自由下落时小孔处水的上层对下层有没有压力？ 分析：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，水只受重力作用，水的上层对下层没有压力，水的下层对上层没有支持力，水对瓶底没有压力，对瓶侧壁也没有压力，故水不会喷出。 环节三：完全失重 1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、液柱不再产生向下的压强……靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平、体重秤、液体压强计等)。 2.完全失重时重力本身并没有变化。 注意 环节四：太空中的生活 教材P137 太空中的生活是什么样的？ 环节四：太空中的生活 中国航天员太空就餐名场面 宇航员在航天飞机货舱内工作 环节四：太空中的生活 空间站中的宇航员 宇航员仅1根手指即可将人“举”离 工作岗位 “超重”是意味着重力增大了吗？ “失重”是意味着重力减小了吗？ “完全失重”是说物体的重力完全消失了吗？ 物体在超重和失重过程中所受到的重力变了吗？ 那改变的是什么呢？ 超重和失重仅仅是视重发生变化 想一想 “视重改变，实重不变” 不是 不是 不是 没有变 　 (2023·内江市高一期末)蹦极是一项刺激的运动，如图所示，人的运动过程简化为从O点开始下落，在A点弹性绳刚好伸直，B点速度达到最大，下落到最低点C点后向上弹回。忽略空气阻力，则在人下落过程中 A.人在OA阶段，做自由落体运动，处于超重状态 B.人在AB阶段，向下做加速运动，处于超重状态 C.人在BC阶段，向下做减速运动，处于失重状态 D.当弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，处于超重状态 例1 √ 　(2024·泸州市高一期末)如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则 A.容器自由下落时，小孔向下漏水 B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水； 　容器向下运动时，小孔不向下漏水 C.将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都 　向下漏水 D.将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都 　不向下漏水 例2 √ 环节五：超重、失重的有关计算 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=10 m/s2),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?物体对台秤的压力大小是多少? (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? 例3 环节五：超重、失重的有关计算 (1)当升降机匀速上升时, 根据N=mg=200 N,根据牛顿第三定律,物体对台秤的压力大小为200 N。 (2)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,根据牛顿第二定律有N'-mg=ma1,解得N'=220 N,由牛顿第三定律,物体对台秤的压力大小为220 N。 a v mg N (3)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-N″=ma2 解得N″=100 N,由牛顿第三定律,物体对台秤的压力大小为100 N。 (4)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,则物体对台秤的压力为0。 a v mg N 环节五：超重、失重的有关计算 　(2024·成都市高一期末)如图，体重为50 kg的小明在乘坐电梯时，手里拿着一个由轻质弹性细绳和质量为0.1 kg的小球构成的玩具，此时他发现 轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的，重力加速度g取10 m/s2。下列 说法正确的是 A.小明处于超重状态 B.小明对电梯地板的压力大小为501 N C.电梯可能加速下降，加速度大小为8 m/s2 D.电梯可能减速上升，加速度大小为2 m/s2 例4 √ 　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(重力加速度为g) A.地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g 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，无法计算地面对斜面体的支持力的大小 例5 √ 1.若加速度方向向上(或斜向上),物体处于超重状态;若加速度方向向下(或斜向下),物体处于失重状态。 2.若系统中某一部分有向上或向下的加速度,则系统整体也处于超重或失重状态。 环节六：课堂小结 1、超重和失重是一种物理现象。 2、物体是超重还是失重是由a的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。 规律 a 向上 示重 > 重力 超重状态 a 向下 示重 < 重力 失重状态 本质：变化的是弹力，重力不变，是牛顿第二定律的表现 （若a=g则完全失重） FormatFactory : www.pcfreetime.com $