4.6 超重和失重 导学案 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理导学案围绕“超重和失重”展开，核心知识点包括重力测量的两种方法、超重和失重现象的定义及本质、牛顿运动定律的应用。通过电梯加速与减速上升时体重计示数变化的导学问题导入，衔接牛顿运动定律，搭建前后知识学习支架。 资料特色在于知识整理与情境化例题结合，以电梯、无人机、足球运动等实例引导学生分析，培养科学思维中的科学推理与模型建构能力，助力形成运动和相互作用的物理观念，分层习题设计帮助学生突破重难点，提升学习效率。

4.6 超重和失重 [学习目标]　 1.熟练掌握测量重力的两种方法(重点)。 2.掌握什么是超重和失重现象,理解超重和失重现象的本质(重点)。 3.会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题(重难点)。 一．重力的测量 【知识整理】 1.方法一:利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的 ,利用牛顿第二定律可得G= 。 2.方法二:利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在 上,使它处于静止状态。这时物体受到的重力的大小 测力计对物体的拉力或支持力的大小。 二．超重和失重 【导学】 3.如图,质量为m的人站在电梯内的体重计上,电梯上升过程中经历加速、匀速和减速的过程,在加速和减速上升的过程中,体重计的示数(反映了人对体重计的压力)会发生变化。设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a,重力加速度为g,试分析判断: (1)电梯加速上升时,体重计对人的支持力与人的重力的大小关系; (2)电梯减速上升时,体重计对人的支持力与人的重力的大小关系。 【知识整理】 4.失重：(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件:物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 5.超重：(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件:物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 6.完全失重状态 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的状态。 (2)产生条件:a= ,方向 。 【例题】 7．如图所示，固定在电梯顶部的弹簧测力计下端挂着的钩码取（g取10m/s2），电梯运行时人观察到测力计的示数，此时钩码的加速度大小为___________，加速度方向向________（填“上”或“下”），这种现象是___________（填“超重”或“失重”）现象。 8．质量为的小理乘坐电梯，其速度v随时间t的变化关系如图所示（取竖直向上为正方向），则他处于超重状态的时间段是______，时，小理对电梯的压力大小为______N（）。 9．乘坐电梯时，人会突然有一种“轻盈”感或“沉重”感，为了研究这种现象，某同学站在力传感器上采集了如图所示图线，取，对于本次实验，下列说法正确的是（     ） A．该同学失重的最大加速度为0.5 g B．该同学超重的最大加速度为0.6 g C．该同学先站起，后下蹲 D．该同学先下蹲，后站起 10．某场足球比赛中，一运动员在禁区边缘倒挂金钩得手，帮助球队获胜。下列说法正确的是（     ） A．倒钩时，脚对足球的力大于足球对脚的力 B．足球在飞行时受到脚的作用力和重力 C．飞行过程中足球处于失重状态 D．倒钩后到进门时，足球的惯性逐渐减小 11．2026年春节，在聂耳广场上，一场主题为“玉见米线·福满红塔”的无人机表演中，一无人机在竖直方向运动的v-t图像如图所示，从地面升空开始计时，以竖直向上为正方向，水平方向速度始终为0，重力加速度取10 m/s2。下列说法正确的是（     ） A．0~4 s内无人机内放置的物体处于失重状态 B．12 s~16 s内无人机内放置的物体处于失重状态 C．9 s时无人机加速度大小为1 s时加速度大小的2倍 三．超重和失重的综合应用 12．同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼，过程中都经历了电梯加速上升阶段，假设三次的加速度大小相同，且乘客相对电梯均静止，如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中，下列说法正确的是（    ） A．三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用 B．只有在甲种方式中，乘客才受到了摩擦力作用 C．在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大 D．三种方式中的乘客只有丙处于超重状态 13．如图所示，质量为M的斜面体放置于粗糙的水平面上，一个质量为m的滑块由静止开始沿斜面加速下滑，斜面体始终处于静止状态。斜面体与滑块间的摩擦很小，可以忽略不计。重力加速度为。下列说法正确的是（　　）    A．地面对斜面体的摩擦力为零 B．地面对斜面体的摩擦力方向水平向左 C．地面对斜面体的支持力等于 D．地面对斜面体的支持力大于 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1.质量 mg 2.测力计 3.（1）支持力大于重力（2）支持力小于重力 4.（1）小于（2）竖直向下 5.（1）大于（2）竖直向上 6.（1）为零（2）g 竖直向下 7． 5 上 超重 【详解】[1][2][3]题意可知钩码质量为 对钩码，根据牛顿第二定律有 联立解得 由于F>G，故加速度方向向上，这种现象是超重现象。 8． 【详解】[1]由图可知，电梯在加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，匀速上升，处于平衡状态，减速上升，具有向下的加速度，处于失重状态，加速下降，具有向下的加速度，处于失重状态。 [2]时，加速度大小为 电梯对小理的支持力为 由牛顿第三定律可知，小理对电梯的压力大小为 9．D 【详解】A．由图可知，同学静止时传感器示数为，即重力 解得质量 由图可知，失重阶段（）的最小支持力约为 根据牛顿第二定律有 解得，故A错误； B．由图可知，超重阶段（）的最大支持力约为 根据牛顿第二定律有 解得，故B错误； CD．在时间内，力先小于重力后大于重力，说明加速度先向下后向上，该同学先加速下降后减速下降，这是下蹲过程； 在时间内，力先大于重力后小于重力，说明加速度先向上后向下，该同学先加速上升后减速上升，这是站起过程。 所以该同学先下蹲，后站起，故C错误，D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．脚对足球的力与足球对脚的力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； B．足球在飞行时，足球离开了脚，没有受到脚的作用力，故B错误； C．飞行过程中，足球具有向下的加速度，处于失重状态，故C正确； D．惯性只与物体的质量有关，足球的质量不变，其惯性也不变，故D错误。 故选C。 11．C 【详解】A．0~4 s内加速度向上，无人机内物体处于超重状态，而非失重，故A 错误； B．12 s~16 s内加速度向上，无人机内物体处于超重状态，而非失重，故B 错误； C．0~4 s内 8~12 s内 所以9 s时无人机加速度大小为1 s时加速度大小的2倍，故C正确； D．8 s时速度仍为正，无人机仍在向上飞行，并未掉头；速度减为 0 时（10 s）才开始向下运动，故D 错误。 故选C。 12．C 【详解】AB．电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力，故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故AB错误； C．如图所示 在甲种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为，垂直电梯地板方向有 在乙种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为，垂直电梯地板方向有 在丙种方式中，设乘客受到电梯地板的支持力为，垂直电梯地板方向有 可得，故在丙种方式中，乘客受到电梯地板的支持力最大，故C正确； D．三种方式中的乘客均有向上的加速度，均处于超重状态，故D错误。 故选C。 13．B 【详解】CD．滑块由静止开始沿斜面加速下滑，滑块有向下的分加速度，可知，滑块处于失重状态，则地面对斜面体的支持力小于，故CD错误； AB．将滑块与斜面体作为一个整体，滑块由静止开始沿斜面加速下滑，则整体有水平向左的平均加速度，可知，地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，故A错误，B正确。 故选B。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $