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

该高中物理课件围绕“超重和失重”主题，先通过重力测量（公式法、平衡法）引入视重与实重概念，再结合电梯电子秤观察、弹簧秤挂钩码实验等实践活动，引导学生探究超重失重的定义、判断方法及动力学本质，构建完整知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，通过实验观察（如电梯运动示数变化）和问题驱动（如“质量变了吗”）培养科学思维，结合跳楼机、蹦极等实例及“上超下失”口诀总结，帮助学生深化物理观念，实践作业（手机传感器测量）提升应用能力，为教师提供丰富教学资源。

朝中超重２２２２２２２ 力 力的合成 超重和失重 1.先测物体的重力加速度g 2.用天平测物体的质量 3.由牛顿第二定律求重力G=mg 方法一：公式法：G＝mg 一．重力的测量： 寻找方法，分析原理 方法二：平衡法：F＝mg 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体测力计的示数反映了物体所受的重力大小。 一、重力的测量 FT G FT =G FT FT' 钩码对弹簧秤的拉力(悬挂物) FT'=mg FT '=FT 寻找方法，分析原理 依据：牛顿第三定律。 1.视重：物体对竖直悬挂物的拉力或者对水平支持物的压力。 mg FN 2.实重：物体实际的重力大小。 3.视重与实重相等的条件：静止或匀速直线运动。 探究新知——视重和实重 实践展示： 大家仔细观察电梯上升和下降过程电子秤示数的变化，为什么会有这样的变化？“你的质量瞬间改变了吗？是什么导致了示数的‘诡异’变化？” （一）体验超重，感悟失重 质量变了吗 二、超重和失重 探究超重失重的特点 做一做：用一个弹簧挂一钩码，加速上升或加速下降，观察弹簧秤示数的变化？思考：① 钩码静止时，弹簧测力计的示数与钩码重力有什么关系？ ② 钩码运动状态改变时，示数发生了怎样的变化？ ③ 为什么会出现这样的变化？ 运动过程 速度方向 视重与重力关系 　　加速上升 　　加速下降 向上 向下 视重>重力 视重<重力 超重和失重 1、定义 ①超重： 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 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失重： 即 即 （二）探究新知——电梯里的超重和失重 （1)人站在体重计上受到几个力的作用？ (2)如果人静止在体重计上，这几个力的大小关系是怎样的？ (3)人所受的支持力和人给体重计的压力大小什么关系？你的依据什么？ (4)当电梯加速上升时，站在体重计上的你，运动状态发生什么改变？体重计的示数会怎样变化呢？ (5)当电梯加速下降时，人站在体重计上，为什么体重计的示数会变化呢？ 问题1：电梯上升时存在哪些运动状态？ 问题２：电梯下降时存在哪些运动状态？ 运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重 下降 运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重 上升 加速上升 匀速上升 a=0 减速上升 视重>重力 视重=重力 视重<重力 向上 超 重 向下 失重 加速下降 匀速下降 减速下降 视重<重力 视重=重力 视重>重力 向下 失重 向上 　超 重 物体超重失重的判断方法（科学探究，得出结论） 运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重 上升 加速上升 视重>重力 匀速上升 a=0 视重=重力 减速上升 视重<重力 超重和失重与速度方向无关 超重物体加速度方向向上　　 失重物体加速度方向向下 运动过程 运动状态 加速度方向 视重与重力关系 超失重 下降 加速下降 视重<重力 匀速下降 a=0 视重=重力 减速下降 视重>重力 向上 向下 超 重 正常 失重 向下 向上 失重 正常 　超 重 情景一：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀加速上升，人对电梯的压力为多大？ a 由牛顿第二定律得：FN－G= m a FN = G+ ma = m(g+a) 根据牛顿第三定律得：人对电梯的压力 F压＝FN＝m (g＋a)> mg FN G 超重 v （三）理性建模：电梯中的动力学分析，明确本质 匀减速下降 计算解题口诀： 先定正方向，受力分析清； 牛二列方程，视重算分明； 牛三来转换，方向要辨清。 情景二：质量为m 的人随电梯一起以加速度a 匀减速上升，人对电梯的压力为多大？ a 由牛顿第二定律得：G－FN= m a FN = G- ma = m(g-a) 根据牛顿第三定律：人对电梯的压力 F压＝FN＝m (g-a) FN G < mg 失重 v （三）理性建模：电梯中的动力学分析 明确本质 思考：如果电梯具有向下加速度ａ＝ｇ的电梯里的体重秤上， 求人对体重秤的压力？ 匀加速下降 加速向上、减速下，超重状态跑不了；加速向下、减速上，失重状态没跑掉；加速度为g向下时，完全失重就来到。 FN = m (g－a)= 0 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完全失重现象。 思维挑战：学以致用 （1)水滴为什么会飘在太空中？ （2）“设想你站在一台体重秤上，如果体重秤和你一起做自由落体运动，你能‘称’出自己的体重吗？为什么？” 思维挑战：学以致用 （4)一只神奇的水杯:演示底部开孔的瓶子自由下落，观察水柱的变化，为什么？ （3）完全失重中状态可以用测力计测量物体的重力吗？可以用天平测量物体质量吗？ 弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。 无法用天平测量物体的质量 （四）知识闯关 例1.有一种大型娱乐器械跳楼机可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上（如图所示），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是（　　） A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态 BC 例2.蹦极是一项极限体育项目，运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前做自由落体运动，当弹性绳儿被拉直后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增加再减小逐渐减为0。下降过程中运动员在什么阶段分别处于超重、失重状态？ 弹性绳的弹力大于运动员的重力，合外力竖直向上，加速度竖直向上，因此处于超重状态（此时速度逐渐减小）。 （1）判断超重、失重的核心依据是什么？ 加速度方向（加速度向上为超重，加速度向下为失重） （2）弹性绳被拉直之前：运动员做什么运动？ 自由落体运动 （3）弹性绳被拉直后到弹力等于重力之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？ 弹力小于运动员的重力，合外力竖直向下，加速度竖直向下，因此仍处于失重状态（此时速度仍在增大） （4）弹力等于重力之后到速度减为0之前，弹性绳的弹力与运动员重力的关系，加速度的方向？运动员处于什么状态？ 拓展提升：加速度方向不竖直怎样判断超重失重？ a 感受科技，学以致用 重力 测量 超重 失重 完全失重 公式法：G＝mg 平衡条件：F＝mg 视重 > 实重 加速度a向上 视重 < 实重 加速度a向下 视重为零 条件：a=g 课堂总结 上超下失 实践作业： 1.课后调查生活中的超重失重实例，撰写 100 字左右的分析报告。 2.用手机加速度传感器（APP）测量电梯升降时的加速度，结合体重计示数，验证超重失重规律，并撰写简短实验报告。 $