第四章 6. 超重和失重-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理必修第一册学习手册（人教版）

N 高中物理必修第一册（人教版) 6.超重和失重 2.拉力（支持力）的角度。 知识梳理 超重：物体所受向上的拉力（或支持 知识点超重、失重问题 力)大于重力。 失重：物体所受向上的拉力（或支持 1.超重。 力)小于重力。 (1)定义：物体对支持物的压力（或对悬 完全失重：物体所受向上的拉力（或支 挂物的拉力) 物体所受重力 持力)等于0。 的现象。 3. (2)产生条件：物体具有 的加 加速度的角度。 速度。 超重：物体具有竖直向上的加速度。 2.失重。 失重：物体具有竖直向下的加速度。 (1)定义：物体对支持物的压力（或对悬 完全失重：物体具有竖直向下的加速度， 挂物的拉力) 物体所受重力 且加速度大小等于g。 的现象。 4. 速度的角度。 (2)产生条件：物体具有 的加 超重：物体向上加速或向下减速时。 速度。 失重：物体向下加速或向上减速时。 (3)完全失重： 例1关于超重和失重，下列说法正确的是 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂 () 物的拉力)等于0的状态。 A. 物体处于超重状态时，其所受的重力增 ②产生条件：a= 方向竖直向下。 大了 要点突破 B.物体处于失重状态时，其所受的重力减 小了 川要点1从四个角度理解超重和失重】 C.物体处于完全失重时，其所受的重力 1.重力的角度。 为0 物体处于超重或失重状态时，重力没有 D.不论物体处于超重或失重状态，其所受 变化，仍为mgo 重力均没有变化 82 学 第四章运动和力的关系 思路点拨 分析物体的受力情况，利用牛顿第二定律进 超重和失重的知识，关键是抓住超 行求解。求解此类问题的关键是确定物体加 重时加速度方向向上，失重时加速度方 速度的大小和方向。 向向下来进行判断分析。物体对支持物 规律方法： 的压力或者对悬挂物的拉力大于物体的 (1)无论超重还是失重，物体的重力并没 重力称为超重，小于重力则称为失重， 有变化。 处于超重或失重状态时，物体的质量或 (2)由物体超重或失重，只能判断物体的 重力并不变，所谓超重或失重都是指物 加速度方向，不能确定其速度方向。 体的视重发生变化，而物体受到的重力 (3)物体超重或失重的多少是由发生超、 保持不变。 失重现象的物体的质量和竖直方向的 加速度共同决定的，其大小等于ma。 变式训练1 例2在升降电梯内的地板上放一体重计， (多选)如图所示是某同学站在力传 电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计 感器上做下蹲和起立的动作时记录的压力F 示数为50kg,电梯运动过程中，某一段时 随时间t变化的图线。由图线可知该同学 间内该同学发现体重计示数如图所示，在这 段时间内下列说法正确的是( F△ 10001 A. 该同学所受的 800 600 重力变小了 400 200 B. 该同学对体重计 0 10 的压力小于体重 例2题图 变式训练1题图 计对该同学的支持力 A.质量大约为65kg C. 电梯一定在竖直向下运动 B.做了两次下蹲再起立的动作 C.下蹲过程中人一直处于失重状态 D. 电梯的加速度大小为冬，方向一定竖直 D.起立过程中人给传感器的作用力等于传 向下 感器给人的作用力 思路点拨 川要点2有关超重、失重的计算问题 解答本题时应注意以下三点：（1)由 对于有关超重、失重的计算问题，首先 体重计示数变化判断电梯的加速度方向。 应根据加速度方向判断物体处于超重状态还 (2)由牛顿第二定律可求电梯的加速 是失重状态，然后选加速度方向为正方向， 度。(3)无法确定电梯的速度方向。 83 N 高中物理必修第一册（人教版） 变式训练2 情境拓展 质量为m=40kg的小孩站在电梯内 某同学在压力传感器上放一本《现代 的体重计上。电梯从t=0时刻由静止开始 汉语词典》并打开手机软件里的压力传感 上升，在0~6s内体重计示数F的变化情 器记录功能，托着压力传感器做下蹲—一起 况如图所示。试问：在这段时间内小孩超 立的动作，传感器记录的压力随时间变化的 重、失重情况及电梯上升的高度是多少？ 图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时 (重力加速度g取10m/s2) 间。根据图线下列说法正确的是() FINA 10 440 400 320 (N) 10 0123456 00.51 变式训练2题图 ·时间(s) 情境拓展题图 A.0~5s内该同学做了2次下蹲—一起立 的动作 B. 起立过程中人始终处于超重状态 C.图中0.5s时人处在下蹲的最低点 D.3s时加速度方向竖直向上 84)学变式训练5(1)2m/s20.5m/s2(2)1s (3)2.1m 例6C【解析】设圆轨道半径为R,据“等 时酒”理论，42 ,4>,c球做自 巫，C正确。 由落体运动，6。=√g, 变式训练6A 例7ACD【解析】由v-t图像可求知物块沿 斜面向上滑行时的加速度大小为“=片、根据牛顿 第二定律得mgsin0+umgcos0=ma,即gsin6+ gcos日三，，同理向下滑行时gsin0一gcos日= ,,两式联立得sin0=6+么 0-"1 2g4,,从2g0s0可见 能计算出斜面的倾角0以及动摩擦因数，A、C正 确；物块滑上斜面时的初速度o已知，向上滑行 过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速 度为宁，所以沿斜面向上滑行的最远距离为x=之， 根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度 为加9-学·：这，D正确：仅 4g 根据v-t图像无法求出物块的质量，B错误。 变式训练7(1)x=0.5m,L=1.5m(2)a =4m/s2,2=4m/s2,F=8N 情境拓展 D【解析】若游客在“雪地魔毯”上一直做 匀加速运动，则游客的位移x≤？=87.5m,则游 客在“雪地魔毯”上不是一直做匀加速运动，A 错误；设游客匀加速的时间为41，则L=?1+(1 -41),解得t1=10s,B错误；游客在“雪地魔 毯”先受到滑动摩擦力，摩擦力方向沿“雪地魔 毯”向上，然后受静摩擦力，方向也沿“雪地魔 毯”向上，C错误：游客加速阶段的加速度a=号 =0.5m/s2,根据mgcos0-mgsin0=ma,解得u 参考答案与解析 =0.26,故D正确。 "6.超重和失重 知识梳理 知识点1 1.(1)大于(2)向上2.(1)小于 (2)向下(3)②g 要点突破 例1D【解析】物体处于超重或者失重是指 视重与重力的关系，并不是重力发生变化，A、B 错误；当物体处于完全失重状态是指重力完全充当 向心力，重力大小不变，C错误；不论超重或失重 甚至完全失重，物体所受重力是不变的，D正确。 变式训练1AD 例2D【解析】由题知电梯运动的某一段时 间体重计的示数为40kg时，人对体重计的压力小 于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力 并没有变化，A错误；由牛顿第三定律知，B错 误；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运 动，C错误；由牛顿第二定律mg-FN=ma可知， a=号，方向竖直向下，D正确。 变式训练2在0~2s内，小孩处于超重状态，上 升2m;在2~5s内，小孩处于平衡状态，上升6 m;在5~6s内，小孩处于失重状态，上升1m; 电梯在0~6s内上升的总高度为h=2m+6m+ 1 m=9 mo 情境拓展 D【解析】下蹲过程包括向下加速、向下减 速，对应的状态分别为失重状态和超重状态，起立 过程包括向上加速和向上减速，对应的状态分别为 超重状态和失重状态，结合图像可知，0~5s内该 同学做了1次下蹲一一起立的动作，A错误；起立 过程为先超重，后失重，B错误；0.5s时，为下 蹲过程中向下加速最快的时刻，并非下蹲到了最低 点，C错误；3s时为超重状态，因此加速度方向 竖直向上，故D正确。故选D。 33