4.6 超重和失重 课件 -2026-2027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，通过弹簧测力计测量钩码在静止、匀速及变速运动中的视重实验导入，衔接牛顿第二定律，以实重与视重概念对比搭建学习支架，帮助学生建立运动与力的关系认知。 其亮点在于结合电梯、速降游乐项目等生活实例及F-t图像分析，通过“重力消失现象”问题探讨和实验探究培养科学思维与科学探究能力，例题与变式练习强化物理观念，助力学生理解加速度与超失重的关系，教师可提升教学效率。

第四章 运动和力的关系 6 超重和失重 1 返回目录 2 知识详解 知识点1 重力的测量 1 基本概念 （1）实重：物体实际所受的重力（避易错 物体的重力不会因物体运动状态的改变 而变化。）。 （2）视重：弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 教材帮 返回目录 3 2 重力的两种常用测量方法 方法1 先测量重力加速度，再用天平测量物体的质量 ，利用牛顿第二定律可得重 力为 。 方法2 利用力的平衡条件进行测量。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。这是 测量重力最常用的方法。 物体在竖直方向有加速度时视重不等于实重，故应在物体静止或匀速运动 时测量重力。 教材帮 返回目录 4 问题探讨 将钩码挂在竖直弹簧测力计上，观察下面几种情况下弹簧测力计的示数,弹簧测力计 的示数就是钩码重力的大小吗？ （1）弹簧测力计处于静止状态； （2）弹簧测力计匀速向上或匀速向下运动； （3）弹簧测力计加速向上或加速向下运动。 只有（1）（2）情况下弹簧测力计的示数等于钩码重力的大小。 教材帮 返回目录 5 知识点2 超重和失重 1 基本概念 （1）超重现象：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，即视重大于实重。 （2）失重现象：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，即视重小于实重。 （3） 完全失重现象（ 超重和失重是视重发生了变化，而不是重力增加了或减 少了。在完全失重状态下，一切由重力引起的现象都会消失。）：当物体竖直向下的 加速度 时对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象，即视重为零。 教材帮 返回目录 6 2 平衡、超重、失重和完全失重的比较 物体状态 加速度 视重（ ）与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 静止或匀速直线运动 超重 向上 向上加速或向下减速 失重 向下 向下加速或向上减速 完全失重 自由落体运动、抛体运动 教材帮 返回目录 7 加速度 深度理解 超重与失重的几点说明 1.物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化，只是“视重” 发生了改变。 2.超重或失重现象与物体速度的大小和方向无关，只取决于加速度的方向。 3.物体可能不沿竖直方向运动，但当物体具有竖直向上的加速度分量时，也属于超 重；物体具有竖直向下的加速度分量时，也属于失重。 教材帮 返回目录 8 问题探讨 假如重力突然消失了，那么由重力引起的一切现象都会消失，例如人对地面无压力， 不能行走，长江之水也不可能东流……和同学们议一议，还会有哪些现象发生？ 教材帮 返回目录 9 例 1 ［多选］(2026·辽宁沈阳期末)某物理教师为了演示超重和失重现象，在商场的 观光电梯中平放一体重计，教师站在体重计上，在电梯加速和减速过程中，下列说 法正确的是( ) BC A.电梯加速上升过程中，教师自身的重力变大了 B.电梯加速上升过程中，教师自身重力小于体重计的示数 C.电梯减速下降过程中，教师对体重计的压力大于其自身重力 D.电梯减速下降过程中，教师对体重计的压力大于体重计对教师的支持力 教材帮 返回目录 10 【解析】教师自身的重力只与自身质量和重力加速度有关，和电梯的加速、减速无 关，教师的重力不变，故A错误；向上加速过程中，加速度向上，教师处于超重状 态，因此教师自身重力小于体重计的示数，故B正确；电梯减速下降过程中，加速度 向上，教师处于超重状态，因此教师对体重计的压力大于其自身重力，故C正确；教 师对体重计的压力和体重计对教师的支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定 律，它们大小相等，故D错误。 教材帮 返回目录 11 知识点3 用 图像分析超重和失重问题 1 问题情境 某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中，根据力传感器的示数可得人对传 感器的压力随时间的变化情况如图4-6-1所示。取 。 图4-6-1 教材帮 返回目录 12 2 对超重、失重状态的判断 由图像可知在、、、时刻，人对传感器的压力等于人的重力，为 ，人处 于受力平衡状态；在、、 时刻，人对传感器的压力小于人的重力，人处于失重 状态；在、 时刻，人对传感器的压力大于人的重力，人处于超重状态。 3 对某一时刻加速度的计算 若取竖直向上为正方向，在时刻，人对传感器的压力为 ，由牛顿第三定律可 知，传感器对人的支持力也为 ,由牛顿第二定律可知 故人在时刻的加速度大小为 ,方向竖直向下。 同理可得，人在时刻的加速度大小为 ,方向竖直向上。 教材帮 返回目录 13 例2 图4-6-2甲是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的示意图，“●”表示人的重 心，乙图是与力传感器相连的计算机显示的图线。乙图中、、、 各点数据 分别与甲图中人的、、、 状态相对应，其余点对应状态没有在甲图中画出。乙 图中、、、点对应的纵坐标均为 。下列说法正确的是 ( ) 图4-6-2 A A.人的重力为 B.乙图中 时刻，人处于超重状态 C.乙图中时刻，人处于失重状态 D.乙图中 时刻，人的重心的速度为零 教材帮 返回目录 14 【解析】时刻，人受到的重力与支持力相等，为，A正确； 时刻，人对传感 器的压力小于重力，人处于失重状态，故B错误； 时刻，人对传感器的压力大于重 力，人处于超重状态，故C错误； 时刻，人的重心处于下落过程中，且重力与支持 力相等，人的重心的速度最大，D错误。 教材帮 返回目录 15 解题突破 题型1 超重和失重现象的分析 解题通法 超重与失重现象的判断1.从物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）与重力的关 系判断：若<m></m>，物体超重；若<m></m>，物体失重。 2.从加速度方向判断：当物体具有竖直向上的加速度（或加速度分量）时，物体超 重；当物体具有竖直向下的加速度（或加速度分量）时，物体失重。 3.如果系统内有的物体向上加速，有的物体向下加速，此时应从整体的角度出发， 根据整体重心的加速度方向，来判断系统是超重还是失重。 方法帮 返回目录 16 图4-6-3 例3 ［娱乐设施，多选］如图4 所示，广州塔“极速云霄”速降 体验是目前世界上最高的垂直速降游乐项目，位于广州塔 天线桅杆的超高空位置，塔上有两组速降座椅，不仅有传统的“坐跳”， 更有模拟自由落体的“站跳”。假设某次速降时，座舱中质量为 的 游客坐在座椅上从离水平平台高处自由落下，下落到离平台 AD A.该游客下落过程中的最大速度为 B.该游客下落过程中的加速度大小最大为 C.该游客在离水平平台 的位置时处于超重状态 D.该游客在离水平平台的位置时受到座椅的作用力大小为 的位置时座舱开始制动做匀减速直线运动，恰好落回平台处时速度为0。取重力加速 度大小 ，下列说法正确的是( ) 方法帮 返回目录 17 方法帮 返回目录 18 分析要点 具体内容 确定运动过程 先做自由落体运动 再做匀减速直线运动 获取运动过程 中的已知量 利用匀变速直 线运动规律求 未知量 根据 ，可得 下落到 时速度 ， 此速度为最大速度。 根据 ，可得游客做匀减速 直线运动的加速度 ，负号表示加速度 方向竖直向上,此加速度大小大于 。 方法帮 返回目录 19 分析要点 具体内容 应用牛顿第二 定律分析受力 ，座椅对游客 的作用力 。 ，解得游客受到座椅 的作用力 。 确定超重或失 重状态 因为 （或由 ），则游 客处于完全失重状态。 因为 方向为竖直向上，则游客处于超重 状态。 结论 选项A、D正确，B、C错误。 续表 方法帮 返回目录 20 图4-6-4 练变式1 ［生活实际，多选］ 弹簧高跷是一种新型的运 动器材，如图4-6-4甲。某次，当人抓住扶手用力向下蹬 踏板压缩弹簧后，人就竖直向上弹起，进而带动高跷跳跃， 如图乙，则下列说法正确的是（忽略空气阻力） ( ) ACD A.弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力 B.人竖直向上弹起过程中，一直处于超重状态 C.人竖直向上弹起过程中，踏板对人的作用力大小等于人 对踏板的作用力大小 D.人和高跷离开地面上升过程中，人和高跷组成的整体处 于完全失重状态 方法帮 返回目录 21 【解析】人从最低点加速竖直向上弹起，说明弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作 用力大于人的重力，A正确；加速上升过程中（【易错】注意人的上升过程分为两 段:先加速上升，后减速上升。），人处于超重状态；减速上升过程中，人的加速度 向下，处于失重状态，B错误；踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对相互作 用力，所以大小相等，C正确；人和高跷离开地面上升过程中，仅受重力作用，处于 完全失重状态，D正确。 . . 方法帮 返回目录 22 练变式2 (2026·浙江丽水期末)在第十五届全国运动会开幕式上，武术演员从地面凌 空跳起，表演《咏春踏浪》，下列说法正确的是（忽略空气阻力）( ) A A.演员蹬地起跳的过程中先超重后失重 B.演员跳起在空中表演时先失重后超重 C.演员跳起在空中表演时先超重后失重 D.从空中下落过程中演员处于完全失重状态，因此不受力的作用 【解析】演员蹬地起跳过程中，一开始地面给人的支持力大于重力，演员向上加速， 此时加速度向上，处于超重状态；当脚即将离开地面时，支持力逐渐减小到小于重 力，演员向上减速，加速度向下，处于失重状态，所以是先超重后失重，故A正确。 演员跳起在空中表演时，只受重力，加速度始终竖直向下，全程处于失重状态，故B、 C错误。从空中下落过程中演员的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，但仍 受到重力作用，故D错误。 方法帮 返回目录 23 题型2 超重、失重与图像的综合问题 解题通法 利用图像分析超重、失重现象的步骤 1.先通过读取图像信息，获取不同阶段物体的受力情况，将物体受到的力 （拉力或支持力）与重力大小相比较。 2.建构匀变速直线运动模型，结合牛顿第二定律求解不同阶段的加速度。 3.利用直线运动的规律求解相关的物理量。 方法帮 返回目录 24 图4-6-5 例4 ［多选］某人在地面上用体重计称得其体重为 。 他将体重计移至电梯内称其体重，至 时间段内，体重 计的示数如图4-6-5所示，电梯运行的 图像可能是 （取电梯向上运动的方向为正方向）( ) AD A. B. C. D. 方法帮 返回目录 25 方法帮 返回目录 26 练变式3 ［多选］(2026·广东深圳期末)某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞 行高度随时间的变化曲线如图4-6-6所示，、、、 为曲线上的点，取竖直向 上为正方向。则下列说法正确的是( ) AB 图4-6-6 A.点处无人机高度最大 B.无人机在 段处于超重状态 C.点处无人机处于失重状态 D.无人机在 段先超重后失重 方法帮 返回目录 27 方法帮 返回目录 28 $