4.6 失重和超重 学案-2026-2027学年高一物理上学期粤教版必修第一册

该高中物理导学案聚焦“失重和超重”，引导学生理解超重、失重现象的定义及实重与视重的区别，通过复习牛顿运动定律搭建学习支架，结合生活实例（如升降机、跳高）建立加速度方向与超失重状态的关联。 资料通过表格对比平衡、超重、失重状态的加速度、视重及运动情况，构建清晰的物理模型，典例分析结合F-t图象培养科学推理能力，当堂达标题注重实际应用，助力学生形成运动与相互作用的物理观念，提升问题解决能力。

第6节 失重和超重 学案 学习目标： 1.知道什么是超重和失重现象。 2.会利用牛顿运动定律分析超重和失重问题。 知识梳理： 知识点一 超重和失重 1．超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。 2．失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象。 3．在超重和失重现象中，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)与物体的重力大小不相等，但物体所受的重力并没有发生变化。 4．完全失重：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，叫完全失重现象。 知识点二 超重和失重的解释 (1)当物体具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态。 (2)当物体具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态。 疑、难点理解： 对超重、失重现象的理解 1．实重与视重。 (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的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 2．超重与失重仅仅是一种表象，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大与减小，是视重的改变，物体的实重始终未变。 判断一个物体处于超重状态还是失重状态的方法：只看加速度的方向，加速度向上或具有竖直向上的加速度分量时处于超重状态，加速度向下或具有竖直向下的加速度分量时处于失重状态，与速度的方向无关。 典例1：关于超重和失重，下列说法正确的是(　　) A．超重就是物体受的重力增加了 B．失重就是物体受的重力减少了 C．完全失重就是物体一点重力都没有了 D．不论超重、失重，物体所受的重力是不变的 解析：选D　超、失重现象中物体所受重力并没有改变，变化了的是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)。 典例2：(多选)小军在校秋季运动会上跳过了1.8 m的高度，夺得了男子组跳高冠军。则小军(　　) A．在下降过程中处于失重状态 B．离地后的上升过程中处于超重状态 C．起跳过程中，地面对他的平均支持力大于他的重力 D．起跳过程中，地面对他的平均支持力小于他的重力 [答案]　AC 超重、失重的计算 1.平衡状态与超重现象、失重现象有哪些不同？ 状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 平衡 a＝0 F＝mg 静止，匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a)>mg 向上加速，向下减速 失重 向下 F＝m(g－a)<mg 向下加速，向上减速 完全失重 a＝g F＝0 自由落体运动，抛体运动 2.通过F－t图象分析超重、失重现象的步骤 (1)分析有关超重、失重现象的图象问题时，通过读取图象信息，获取不同阶段的受力情况，特别是和重力大小相比较。 (2)分别构建匀变速直线运动或匀速直线运动模型，利用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。 注意： 物体不在竖直方向上运动，但其加速度在竖直方向上有分量，即ay≠0，则当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。 典例3：(多选)如图所示，质量为50 kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40 kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动(　　) A．匀速上升 B．加速上升 C．减速上升 D．加速下降 解析：选CD　小红同学处于失重状态，必有向下的加速度，即减速上升或加速下降，故C、D选项正确。 典例4：某实验小组，利用DISC系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象。以下根据图象分析所得结论错误的是(　　) A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况 B．从时刻t1～t2，钩码处于失重状态；从时刻t3～t4，钩码处于超重状态 C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼 D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼 解析：选D　题中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态。经以上分析可知，D错误。 当堂达标： 1．人在平地上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时，在快速下蹲和蹬伸的过程中，人体受到的支撑力发生变化(如图所示，G为重力，F为支撑力)。图中曲线能正确反映该变化的是(　　) 2．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内(　　) A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏同学对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 3．(多选)在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系图象，如图所示，则(　　) A．电梯启动阶段约经历了2.5 s的加速上升过程 B．电梯在启动阶段约经历了4 s加速上升过程 C．电梯的最大加速度约为6.7 m/s2 D．电梯的最大加速度约为16.7 m/s2 4．一个质量为50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。 参考答案： 1.解析：选D　下蹲过程中的加速阶段人处于失重状态，F<G ，减速阶段处于超重状态，F>G，同理，蹬伸过程中的加速上升阶段F>G，减速上升阶段F<G，腾空后人离开地面，F＝0，D正确。 2.解析：选D　体重计示数变小，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，故A错误。晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故B错误。以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝，加速度方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故C错误，D正确。 3.解析：选BC　由图可看出：电梯在0～4 s加速上升，4～18 s匀速上升，18～22 s减速上升，所以A错，B对；最大加速度a＝＝ m/s2≈6.7 m/s2，故C对D错。 4.解析：以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可知mg－FT＝ma， 所以a＝＝ m/s2＝2 m/s2，再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得m人g－FN＝m人a，所以FN＝m人g－m人a＝50×(10－2) N＝400 N。则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400 N，方向竖直向下。 答案：400 N，方向竖直向下 学科网（北京）股份有限公司 $