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

该高中物理课件围绕“超重和失重”展开，通过“站在体重计上下蹲示数变化”的生活情境导入，先讲解重力测量方法，再结合电梯上升、下降视频分析启动、运行、制动阶段受力，用牛顿第二定律推导超重失重条件，构建知识支架。 其亮点在于融合生活情境与科技实例，通过电梯模型建构和科学推理（科学思维），力传感器实验及神舟十一号案例（科学探究、科学态度），以表格对比小结规律，课堂练习巩固。帮助学生联系实际培养物理观念，教师可借助丰富素材提升教学效率。

4-6 超重和失重 CONTENTS 重力的测量 超重和失重 1 2 目录 The secret of success is constancy of purpose. 站在体重计上向下蹲，你会发现，体重计的示数发生变化．这是为什么呢？ 想一想： The secret of success is constancy of purpose. 一.重力的测量 方法一： 用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得． 利用力的平衡条件对重力进行测量． 方法二： The secret of success is constancy of purpose. 测力计的示数称为视重． 视重： 视重 视重 反映了物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力． The secret of success is constancy of purpose. 观看视频：电梯上升 The secret of success is constancy of purpose. 电梯上升经历三个阶段： 以电梯上升的过程为例，研究体重计示数的变化． 1.启动 3.制动 2.运行 二.超重和失重 The secret of success is constancy of purpose. 选取人为研究对象，设人的质量为m，电梯启动阶段加速度大小为a， 竖直向上方向为正方向． 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，叫作超重现象． 根据牛顿第二定律： 体重计的示数大于人受到的重力． 1.电梯启动阶段： a FN G The secret of success is constancy of purpose. 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，叫作失重现象． FN G a 2.电梯制动阶段： 根据牛顿第二定律： 体重计的示数小于人受到的重力． 设电梯制动阶段的加速度大小为a． The secret of success is constancy of purpose. 电梯下降的过程，体重计示数如何变化？ FN G a=0 3.电梯运行阶段： 由受力平衡： 思考： The secret of success is constancy of purpose. 观看视频：电梯下降 情境 视重与 重力关系 超/失重 a方向 v方向 运动情况 电梯上升 启动 制动 电梯下降 启动 制动 The secret of success is constancy of purpose. 结合两个过程，完成表格： F > mg F > mg F < mg F < mg 超重 超重 失重 失重 向上 向上 向下 向下 向上 向上 向下 向下 加速上升 减速上升 加速下降 减速下降 The secret of success is constancy of purpose. 规律总结： （2）不论速度方向如何，只要物体加速度方向向下， 物体处于失重状态． （1）不论速度方向如何，只要物体加速度方向向上， 物体处于超重状态． （3）超重、失重是一种力学现象，物体本身的重力不变． 思考与讨论： 站在体重计上下蹲和站起时，体重计的示数如何变化？ The secret of success is constancy of purpose. The secret of success is constancy of purpose. 力传感器研究： 人站在力传感器上完成下蹲和站起动作．观察计算机采集的图线． 下蹲过程 站起过程 The secret of success is constancy of purpose. 设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力．g 取 9.8 m/s2． 【例题】 分析： 人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力 mg 和地板的支持力 FN． 解： 根据牛顿第二定律，有 FN - mg = ma FN= m(g + a)= 603 N 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力 FN′的大小为 603 N，方向竖直向下． The secret of success is constancy of purpose. 完全失重：当物体向下的加速度a=g时，物体对支持物（或悬挂物） 完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态． 一切由重力产生的物理现象都会完全消失． The secret of success is constancy of purpose. 实际中有许多领域涉及超重和失重现象．例如，宇航员在飞船起飞和返回地面时，处于超重状态．特别是在升空时，超重可达重力的9倍． 超重使人不适，起初会感到头晕、呕吐，超重达到3倍重力时既感到呼吸困难；超重达到4倍重力时，颈骨已不能支持头颅，有折断的危险． 所以升空时宇航员必须采取横卧姿势，以增强对超重的耐受能力． 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． 神舟十一号 升空瞬间 The secret of success is constancy of purpose. 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，出现很多神奇的现象……． The secret of success is constancy of purpose. 小结： 超重现象 失重现象 完全失重 概念 F > mg F < mg F = mg 条件 分析 运动状态 具有向上的加速度 F=m(g+a） 加速上升 减速下降 具有向下的加速度 F=m(g-a) 加速下降 减速上升 a=g F=0 The secret of success is constancy of purpose. 1. 以下关于超重与失重的说法正确的是( 　 　) A. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B. 在超重现象中，物体的重力是增大的 C. 处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D. 如果物体处于失重状态，它必然有向下的加速度 课堂练习 D The secret of success is constancy of purpose. 2. 如图所示是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重或失重的考验.下列说法正确的是（　 ） A.火箭加速上升时，宇航员处于失重状态 B.飞船加速下落时，宇航员处于超重状态 C.飞船落地前减速时，宇航员对座椅的压力小于其重力 D.火箭加速上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力也逐渐减小 但仍大于其重力 D The secret of success is constancy of purpose. 3. 某校举行的中学生田径锦标赛中，高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示．则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　 ） A. 王鑫宇在上升阶段重力变大了 B. 王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态 C. 王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D. 王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力 B The secret of success is constancy of purpose. 4. 电梯在下降过程中速度v随时间t变化的规律如甲图所示．体重为G的人站在电梯中随电梯一起运动，电梯对人的支持力F随时间t变化的规律可能是乙图中的（ 　 ） C The secret of success is constancy of purpose. 5. 某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图1所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像．已知t=0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（ 　 　 ） A. t=5s时电梯处于超重状态 B. 8~9s内电梯在做减速运动 C. 10~15s内电梯在下行 D. 17~20s内电梯在上行 AD The secret of success is constancy of purpose. 6. 如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是( ) A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 A The secret of success is constancy of purpose. 7. “蹦极”是一项非常刺激的体育动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长的位置，c是人所达到的最低点，b是最终停止运动时静止的位置．人在从P点下落到最低点c点的过程中（ 　 ） A. 在a点时，人的速度最大 B. 在ab段，人的加速度减小 C. 在bc段，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态 D. 在c点，人的速度为零，处于平衡状态 BC The secret of success is constancy of purpose. 8. 某人在以a= 2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1= 75 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2= 50 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g= 10 m/s2) 答案：60 kg，2 m/s2 THANKS $