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

课程名称

超重和失重

教师姓名

授课时长

40分钟

知识点来源

学科：物理　　年级：高一　　教材版本：人教版（2019）必修第一册

课题：第四章　运动和力的关系　第6节　超重和失重

知识点描述

实重与视重：实重是物体实际受到的重力G=mg；视重是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），由测力计读数显示。

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于自身重力，条件是物体具有竖直向上的加速度（加速上升或减速下降）。

失重：压力（或拉力）小于自身重力，条件是物体具有竖直向下的加速度（加速下降或减速上升）。

完全失重：物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力，条件是 a=g 且方向竖直向下；此时物体仍受重力。

判断方法：看加速度方向——a向上超重、a向下失重；不能只看速度方向（上升减速是失重）。

分析工具：以人为对象，FN−mg=ma（向上为正）→ 下蹲、站起、电梯升降中的视重变化都可由此解释。

教学目标（指向核心素养）

一、物理观念

1.理解实重与视重的概念，理解超重与失重现象的本质是视重变化而重力不变。

2.掌握根据加速度方向判断超重、失重的方法，知道完全失重状态及其实例。

二、科学思维

1.用牛顿第二定律定量分析升降机中人的受力，推导支持力（视重）与加速度的关系。

2.能从 F-t 图线中读取、判断超重与失重过程，发展图像思维与推理能力。

三、科学探究

1.通过体重计上“下蹲—站起”实验，经历观察现象、提出问题、受力分析、解释规律的探究过程。

2.设计并完成电梯中称重（或模拟）体验探究，记录数据、分析结果并与同伴交流。

四、科学态度与责任

1.联系电梯、蹦极、航天等情境认识超重失重现象，正确解释航天员“漂浮”的原因。

2.培养基于证据质疑与解释、用科学眼光观察生活的态度。

教学重点

超重、失重、完全失重的概念与产生条件；用牛顿第二定律分析视重变化。

教学难点

用加速度方向而不是速度方向判断超重与失重；理解“完全失重时物体仍受

重力”，并能解释下蹲、站起全过程中视重的连续变化。

适用对象

高一年级学生

课型

（注：可选择如下选项，也可以补充填写）

√新授课　□复习课　□习题课　□实验课　□其他

教学用途

（注：可选择如下选项，也可以补充填写）

√课堂教学　□课前预习　□课后复习　□其他

设计思路

教材与学情：学生在电梯、游乐设施中有超失重体验，但普遍认为“体重（重力）真的变了”。本节难点是理解“视重变化而实重不变”。

设计主线：体重计上“下蹲”引入 → 视重与实重 → 用牛顿第二定律推导超失重条件 → 电梯与力传感器F-t图 → 完全失重与航天应用 → 小结作业，全课40分钟。

难点突破：用“a的方向决定超失重”的结论统一判断，配合下蹲、站起的F-t图线逐段解读，纠正“上升就是超重”的错觉。

反馈矫正：设置“判断下列运动是超重还是失重”的即时抢答（电梯加速上升/减速上升/加速下降等），当堂暴露并纠正错误。

教学准备：体重计（或力传感器与计算机）、多媒体课件（电梯升降、宇航员空间站水球视频）、学案。

教 学 过 程

环节

内 容

设计意图

一

、

导

入

新

课

（约4分钟）

【情境引入】请一位同学站在体重计上快速下蹲、站起，观察示数变化：先变小、再变大、又变小……

【设问】人的体重真的一会儿变小一会儿变大吗？示数变化说明什么？——引出课题：超重和失重。

用现场演示制造惊奇，让学生带着“体重变了吗”的问题进入新课。

二

（约8分钟）

先厘清“体重计的示数到底测的是什么”，把现象问题转化为“求FN与mg的比较”这一可计算的问题。

、

新

课

教

学

（

一

）

1.测量重力：G=mg（由自由落体测g+天平测质量），或让物体静止悬挂/放置在测力计上由二力平衡读重力。

2.视重：体重计示数反映人对体重计的压力；由牛顿第三定律，它与体重计对人的支持力FN大小相等。

3.人静止时：FN=mg，示数等于体重；人加速运动时，FN≠mg，示数就“失真”了。

4.问题转化：研究示数变化 = 研究FN与mg的关系 = 用牛顿第二定律分析人的加速度。

三

、

新

课

教

学

（

二

）

（约12分钟）

1.下蹲分析：人加速下蹲（a向下）时，mg−FN=ma，FN=m(g−a)<mg，示数变小——失重；减速下蹲（a向上）时，FN=m(g+a)>mg，示数变大——超重。

2.定义：压力（拉力）大于重力叫超重，小于重力叫失重；“超”“失”是相对自身重力而言。

3.条件：只要加速度方向竖直向上（加速上升、减速下降）就超重；方向竖直向下（加速下降、减速上升）就失重。

4.易错点：看“加速度方向”而不是“速度方向”——上升减速其实是失重。

从下蹲现象出发用牛顿第二定律严格推导，再归纳“看a方向”的判断法则，避免学生死记“上升=超重”。