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”核心内容，通过“站在体重计下蹲示数变化”的生活实验导入，引导学生从重力测量（视重与实重）切入，结合牛顿第二定律分析电梯运动等实例，构建从现象到本质再到应用（如自由落体、航天失重）的知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过问题链驱动学生运用科学推理构建物理观念。结合电梯运动、太空失重等实例，小结用对比表格呈现特征，助力学生理解视重与实重关系，提升分析实际问题能力，也为教师提供结构化探究式教学资源。

第6节 超重和失重 第四章 运动和力的关系 1 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？ 新知导入 2 1.通过实验认识超重和失重现象，知道超重和失重的产生条件。 2.了解超重和失重现象在各个领域中的应用。 3.会分析解决超重和失重的实际问题。 4.会从动力学的角度看自由落体运动和竖直上抛运动。 学习目标 3 知识点一：重力的测量 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 测量方法一： G=mg 新知探究 4 测量方法二： 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，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。 这是测量重力最常用的方法。 新知探究 想一想：体重计的读数与物体重力为什么相等？ 支持力FN 压力FN′ 读数反映压力 静止（或匀速）时，压力与支持力是作用力与反作用力，支持力与重力是平衡力。 支持力FN 重力G 读数 压力 支持力 重力G 新知探究 视重: 测力计的示数反映了物体所受重力的大小，称为视重。 实重: 物体实际所受重力的大小，称为实重。 结论: 静止状态下，视重=实重。 mg 实重 FN 视重 想一想：方法二中为什么静止示数才正确？ 新知探究 知识点二：超重和失重 【思考与讨论】1.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; 电梯加速上升时,对人受力分析如图甲所示 由牛顿第二定律得FN-mg=ma 得FN=mg+ma>mg 新知探究 (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。 电梯减速上升时,对人受力分析如图乙所示 由牛顿第二定律得mg-FN=ma 得FN=mg-ma<mg 减速下降过程中支持力大于重力,加速下降过程中支持力小于重力 【思考与讨论】2.电梯下降过程中经历加速、匀速、减速的过程,什么过程中支持力大于重力,什么过程中支持力小于重力? 新知探究 失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象，叫作失重（weightlessness）现象。 特征：物体加速度向下，视重变小，实重不变。 举例： 新知探究 超重：物体对支持物的压力对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象，叫作超重（overweight）现象。 特征：物体加速度向上，视重变大，实重不变。 举例： 新知探究 【思考与讨论】3.物体的超重或失重与物体的运动方向有关吗?请举例说明。 物体超重、失重与物体的运动方向无关。举例:电梯向上运动,若为加速运动,电梯内的物体超重,电梯向上运动,若为减速运动,电梯内的物体失重。 【思考与讨论】4.有人说:“超重即是物体的重力增加了,失重即是物体的重力减小了”对吗?为什么? 不对。超重和失重只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)增大或减少了,物体本身的重力并没有变化。 新知探究 知识点三：完全失重 FN = m(g – a) 即：FN =0 由mg –FN= ma得 当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力是多少？ 想一想 完全失重 物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力 当加速度 a = g时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）为零，这就是“完全失重”现象。 新知探究 想一想：装满水的有孔瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 当瓶子自由下落时，瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。 新知探究 太空中的失重环境 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都将处于完全失重状态。 物体将飘在空中；液滴成绝对的球形，宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别；食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔…… 空间站中的宇航员 新知探究 0 注意：在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！ 弹簧测力计无法测量物体的重力 无法用天平测量物体的质量 仍能测量拉力或压力的大小 新知探究 从动力学看自由落体运动 （1）自由落体运动定义 G F合 =G=mg （2）自由落体加速度 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 新知探究 物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。 （2）竖直上抛运动加速度 F合 =G=mg 方向竖直向下 G v0 从动力学看竖直上抛运动 （1）竖直上抛运动定义 新知探究 （3）竖直上抛运动研究方法 以向上方向为正方向，竖直向上抛运动是一个加速度为-g的匀减速直线运动。 （4）竖直上抛运动规律公式 新知探究 超重与失重 超重现象 完全失重现象 失重现象 加速度向上 视重>重力 加速度向下 视重<重力 加速度为g 视重=0 课堂小结 1.质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)(　　) A.60 kg B.90 kg C.65 kg D.30 kg B 当堂检测 2.(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2 B.电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2 C.电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2 D.电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2 BC 当堂检测 3.如图甲所示，老师用力传感器提着重物在竖直方向上做了一个超、失重实验，并截取了电脑显示器上所显示F-t图像的其中一段，如图乙所示，则(　　) A.t0阶段重物一定处于静止状态 B.t1到t2阶段重物先向上加速后向下减速 C.t2阶段重物处于超重状态 D.t3阶段重物处于静止状态或匀速直线运动状态 D 当堂检测 4.如图甲所示，质量m=60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2，由图像可知（　　） A.t=0.5 s时，他的加速度为3 m/s2 B.t=0.4 s时，他处于超重状态 C.t=1.5 s时，他处于超重状态 D.t=1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 N B 当堂检测 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $