4.6 失重和超重 导学案-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

第6节　失重和超重 导学案 　学习目标　 1．知道视重与重力的区别，知道体重计的示数是视重。 2．理解超重、失重和完全失重的概念，知道它们由加速度的方向决定。 3．会用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重、失重问题，求出视重或加速度。 4．能解释电梯、航天器、自由下落等情境中的超重与失重现象。 　学习重难点　 1．超重与失重的判断依据：加速度的方向。（重点） 2．超重、失重时物体所受的重力并没有改变。（难点） 3．完全失重时物体对支持面（或悬挂物）的作用力为零。（难点） 　知识回顾　 1．牛顿第二定律：F＝　　，加速度的方向与　　的方向相同。 2．牛顿第三定律：作用力与反作用力总是大小　　、方向　　；人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对　　　　　　。 3．物体所受的重力G＝　　，只由物体的质量和所在位置决定，与它的运动状态　　。 　自主预习　 1．物体对水平支持面的压力（或对悬挂物的拉力）叫作物体的　　。物体静止时，视重　　重力。 2．电梯加速上升时，人对体重计的压力　　他所受的重力，这种现象叫作　　，此时加速度的方向向　。 3．电梯加速下降时，人对体重计的压力　　他所受的重力，这种现象叫作　　，此时加速度的方向向　。 4．当物体向下的加速度恰好等于　时，它对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）减小到　，这种现象叫作　　　。 5．无论超重还是失重，物体所受的重力都　　，改变的只是　　。 　课堂探究　 【情境】站在电梯里的体重计上，电梯启动的那一瞬间，示数会跳一下；快到楼层要停下时，示数又会掉一下。人还是那个人，为什么示数会变？ 一、视重与重力 体重计的示数，实际上是人对体重计的　　，我们把它叫作　　。人受到的重力G＝mg由质量和所在位置决定，电梯怎么运动都　　；会变的是　　。 二、超重与失重 图4-6-1　加速上升与加速下降时的受力对比（N的长短表示示数的大小） 以人为研究对象，取竖直向上为正方向，人受到重力G和支持力N： （1）加速度向上（加速上升或减速下降）时，N－G＝　　，得N＝　　　　　，N　G——这就是　　。 （2）加速度向下（加速下降或减速上升）时，G－N＝　　，得N＝　　　　　，N　G——这就是　　。 （3）由牛顿第三定律，人对体重计的压力与N大小　　，所以体重计的示数就跟着　　。 判断只看加速度的方向，和物体是上升还是下降、速度多大都没有关系。电梯上行减速时加速度向下，人是失重的。 运动情况 加速度方向 视重与重力的关系 现象 加速上升、减速下降 匀速上升、匀速下降 加速下降、减速上升 自由下落 三、完全失重 当a＝g且方向向下时，由G－N＝mg得N＝　，物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这叫　　　。此时并不是重力消失了，而是重力　　　　用来产生加速度。 图4-6-2　静止的水瓶侧孔射水，自由下落时水不射出 在完全失重的环境里，与　　有关的现象都会消失：水不会自己流出、天平和水银气压计不能用、浸在水中的物体不再受　　。 在空间站里绕地球运行的航天员也处于完全失重状态；他们受到的地球引力并没有消失，只是这个力全部用来改变运动状态了。 四、看图判断超重与失重 图4-6-3　电梯上行全过程的v-t图像 由v-t图像的　　判断加速度的方向：图线上升说明加速度与速度同向，图线下降说明加速度与速度　　。电梯上行时，起步阶段是　　，中间匀速时既不超重也不失重，快停时是　　。 　随堂检测　 1．我国火星探测器“天问一号”在成功着陆前经历了几个减速阶段。打开反冲发动机，探测器进入减速下降阶段，其着陆情景如图所示，以下关于“天问一号”该阶段的说法正确的是（　　） A．由于探测器在不断下落，所以探测器处于失重状态 B．因探测器下降速度在不断减小，所以探测器惯性在变小 C．“燃气”对反冲发动机的作用力等于反冲发动机对“燃气”的作用力 D．观察下落快慢时探测器可视为质点，观察着地姿势时则不可视为质点 2．小王乘坐电梯，在电梯加速上升的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小王的重力变大 B．小王处于失重状态 C．小王处于超重状态 D．小王对电梯的压力大于电梯对小王的支持力 3．在电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然绳子断了，由此可以判断电梯此时的运动情况是（　　） A．电梯可能是加速上升 B．电梯可能是减速上升 C．电梯可能是匀速上升 D．电梯的加速度方向一定向下 　课堂小结　 视重：物体对支持面的压力或对悬挂物的拉力，就是体重计、弹簧秤显示的数。 超重：加速度向上，N＝m(g＋a)＞G；失重：加速度向下，N＝m(g－a)＜G。 完全失重：加速度向下且a＝g，N＝0，与重力有关的现象都会消失。 判断依据：只看加速度的方向，与运动方向、速度大小无关。 易错：①超重失重时重力没有变，变的是视重；②失重不是“不受重力”，完全失重也不是；③减速上升是失重、减速下降是超重，不要只看上下；④求“对支持面的压力”时要用牛顿第三定律换过来。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6节　失重和超重 导学案 　学习目标　 1．知道视重与重力的区别，知道体重计的示数是视重。 2．理解超重、失重和完全失重的概念，知道它们由加速度的方向决定。 3．会用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重、失重问题，求出视重或加速度。 4．能解释电梯、航天器、自由下落等情境中的超重与失重现象。 　学习重难点　 1．超重与失重的判断依据：加速度的方向。（重点） 2．超重、失重时物体所受的重力并没有改变。（难点） 3．完全失重时物体对支持面（或悬挂物）的作用力为零。（难点） 　知识回顾　 1．牛顿第二定律：F＝　ma　，加速度的方向与　合力　的方向相同。 2．牛顿第三定律：作用力与反作用力总是大小　相等　、方向　相反　；人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对　作用力与反作用力　。 3．物体所受的重力G＝　mg　，只由物体的质量和所在位置决定，与它的运动状态　无关　。 　自主预习　 1．物体对水平支持面的压力（或对悬挂物的拉力）叫作物体的　视重　。物体静止时，视重　等于　重力。 2．电梯加速上升时，人对体重计的压力　大于　他所受的重力，这种现象叫作　超重　，此时加速度的方向向　上　。 3．电梯加速下降时，人对体重计的压力　小于　他所受的重力，这种现象叫作　失重　，此时加速度的方向向　下　。 4．当物体向下的加速度恰好等于　g　时，它对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）减小到　零　，这种现象叫作　完全失重　。 5．无论超重还是失重，物体所受的重力都　不变　，改变的只是　视重　。 　课堂探究　 【情境】站在电梯里的体重计上，电梯启动的那一瞬间，示数会跳一下；快到楼层要停下时，示数又会掉一下。人还是那个人，为什么示数会变？ 一、视重与重力 体重计的示数，实际上是人对体重计的　压力　，我们把它叫作　视重　。人受到的重力G＝mg由质量和所在位置决定，电梯怎么运动都　不变　；会变的是　视重　。 二、超重与失重 图4-6-1　加速上升与加速下降时的受力对比（N的长短表示示数的大小） 以人为研究对象，取竖直向上为正方向，人受到重力G和支持力N： （1）加速度向上（加速上升或减速下降）时，N－G＝　ma　，得N＝　m(g＋a)　，N　＞　G——这就是　超重　。 （2）加速度向下（加速下降或减速上升）时，G－N＝　ma　，得N＝　m(g－a)　，N　＜　G——这就是　失重　。 （3）由牛顿第三定律，人对体重计的压力与N大小　相等　，所以体重计的示数就跟着　变化　。 判断只看加速度的方向，和物体是上升还是下降、速度多大都没有关系。电梯上行减速时加速度向下，人是失重的。 运动情况 加速度方向 视重与重力的关系 现象 加速上升、减速下降 向上 N＝m(g＋a)＞G 超重 匀速上升、匀速下降 a＝0 N＝G 不超重也不失重 加速下降、减速上升 向下 N＝m(g－a)＜G 失重 自由下落 向下，a＝g N＝0 完全失重 三、完全失重 当a＝g且方向向下时，由G－N＝mg得N＝　0　，物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）为零，这叫　完全失重　。此时并不是重力消失了，而是重力　全部　用来产生加速度。 图4-6-2　静止的水瓶侧孔射水，自由下落时水不射出 在完全失重的环境里，与　重力　有关的现象都会消失：水不会自己流出、天平和水银气压计不能用、浸在水中的物体不再受　浮力　。 在空间站里绕地球运行的航天员也处于完全失重状态；他们受到的地球引力并没有消失，只是这个力全部用来改变运动状态了。 四、看图判断超重与失重 图4-6-3　电梯上行全过程的v-t图像 由v-t图像的　斜率　判断加速度的方向：图线上升说明加速度与速度同向，图线下降说明加速度与速度　反向　。电梯上行时，起步阶段是　超重　，中间匀速时既不超重也不失重，快停时是　失重　。 　随堂检测　 1．我国火星探测器“天问一号”在成功着陆前经历了几个减速阶段。打开反冲发动机，探测器进入减速下降阶段，其着陆情景如图所示，以下关于“天问一号”该阶段的说法正确的是（　　） A．由于探测器在不断下落，所以探测器处于失重状态 B．因探测器下降速度在不断减小，所以探测器惯性在变小 C．“燃气”对反冲发动机的作用力等于反冲发动机对“燃气”的作用力 D．观察下落快慢时探测器可视为质点，观察着地姿势时则不可视为质点 【答案】D 【详解】A．探测器减速下降阶段，其加速度向上，探测器处于超重状态，故A错误； B．惯性只和质量有关，与其运动状态无关，故B错误； C．由牛顿第三定律可知，反冲发动机对“燃气”的作用力和“燃气”对反冲发动机的作用力大小相等，方向相反，故C错误。 D．观察下落快慢时探测器可视为质点，观察着地姿势时则不可视为质点，故D正确。 故选 D。 2．小王乘坐电梯，在电梯加速上升的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小王的重力变大 B．小王处于失重状态 C．小王处于超重状态 D．小王对电梯的压力大于电梯对小王的支持力 【答案】C 【详解】A．重力的大小仅由质量和重力加速度决定，电梯加速上升时和均不变，故重力不变，故A错误； BC．电梯加速上升时加速度向上，设加速度为，支持力为，由牛顿第二定律，得 则，小王处于超重状态，而非失重状态，故B错误，C正确； D．小王对电梯的压力和电梯对小王的支持力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故D错误。 故选C。 3．在电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然绳子断了，由此可以判断电梯此时的运动情况是（　　） A．电梯可能是加速上升 B．电梯可能是减速上升 C．电梯可能是匀速上升 D．电梯的加速度方向一定向下 【答案】A 【详解】D．突然绳子断了，表明细绳的弹力突然增大，即细绳的弹力大于重力，即电梯的加速度方向向上故D错误； ABC．由于电梯的初速度为0，加速度方向向上，可知，电梯可能是加速上升，故A正确，BC错误。 故选A。 　课堂小结　 视重：物体对支持面的压力或对悬挂物的拉力，就是体重计、弹簧秤显示的数。 超重：加速度向上，N＝m(g＋a)＞G；失重：加速度向下，N＝m(g－a)＜G。 完全失重：加速度向下且a＝g，N＝0，与重力有关的现象都会消失。 判断依据：只看加速度的方向，与运动方向、速度大小无关。 易错：①超重失重时重力没有变，变的是视重；②失重不是“不受重力”，完全失重也不是；③减速上升是失重、减速下降是超重，不要只看上下；④求“对支持面的压力”时要用牛顿第三定律换过来。 学科网（北京）股份有限公司 $