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

第四章　6　超重和失重

第四章　6　超重和失重 导学案（教师版）

人教版高中物理必修第一册

【学习目标】

1. 理解重力的两种测量方法，形成运动与相互作用的物理观念

2. 掌握超重、失重和完全失重的概念，能通过受力分析推导超重、失重的本质，提升科学思维能力

3. 会运用牛顿运动定律分析超重、失重问题，能通过实例探究超重、失重的运动规律，增强科学探究能力

4. 体会超重、失重现象在生活中的应用，树立科学态度与责任意识

【学习重难点】

重点：超重和失重的概念及产生条件；重力的测量方法

难点：利用牛顿运动定律分析超重、失重问题，理解超重、失重的本质

【学习过程】

一、知识纲要导引

超重和失重

  重力的测量

  方法一：利用牛顿第二定律G=mg

 方法二：利用力的平衡条件

  超重

  定义：压力/拉力大于重力

 产生条件：加速度竖直向上

  失重

  定义：压力/拉力小于重力

 产生条件：加速度竖直向下

  完全失重

   定义：压力/拉力等于零

  产生条件：a=g，方向竖直向下

 

二、基础导学

（一）重力的测量

1. 利用牛顿第二定律测量重力：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质量m，可得重力表达式为G=mg。

2. 利用力的平衡条件测量重力：将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态，此时物体受到的重力大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小。

（二）超重和失重

1. 超重定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象，产生条件是物体具有竖直向上的加速度。

2. 失重定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象，产生条件是物体具有竖直向下的加速度。

3. 完全失重定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态，产生条件是加速度a=g，方向竖直向下。

（三）判断正误

1. 物体处于超重状态时，物体的重力增加了。（×）

2. 物体具有向上的速度时，一定处于超重状态。（×）

3. 物体处于失重状态时，可能在向上运动。（√）

4. 做自由落体运动的物体处于完全失重状态，所以物体的重力消失了。（×）

5. 举重运动员举着杠铃静止在空中时，杠铃处于超重状态。（×）

（四）典例示范与训练

例1　某同学将一台体重计放在电梯内并且站在体重计上观察，在某段时间内发现体重计的示数是电梯静止时示数的，g取10 m/s2。则在该段时间内，下列判断正确的是(　　)

A.该同学加速度大小为4 m/s2

B.该同学加速度大小为8 m/s2

C.电梯可能是减速上升

D.电梯可能是减速下降

答案　C

解析　由题意可知，该同学受到的支持力小于重力，处于失重状态，由于该同学处于失重状态，加速度向下，则电梯可能为减速上升或者加速下降，故C正确，D错误；由牛顿第二定律得mg-FN=ma，其中FN=mg，解得a=2 m/s2，故A、B错误。

例2　如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是(　　)

A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

答案　A

解析　A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A选项正确。

（五）达标检测

1.下列关于失重的说法中，正确的是(　　)

A.失重就是物体所受重力变小

B.物体加速上升时处于失重状态

C.物体自由下落时不会产生失重现象

D.失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化

答案　D

解析　当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并没变，只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力变了，A错误；物体加速上升时加速度的方向向上，处于超重状态，B错误；物体自由下落时加速度的方向向下，产生失重现象，C错误；失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化，只是物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力变了，D正确。

2.将一弹簧测力计悬挂在升降机天花板下，弹簧下端连接一个小钢球，如果弹簧测力计示数突然变大，则此时升降机可能的运动状态是(　　)

A.减速上升 B.加速下降

C.减速下降 D.匀速下降

答案　C

解析　以小钢球为研究对象，受到重力和弹簧的弹力。静止时，两力平衡；当弹簧测力计示数突然变大，则弹力增大，根据牛顿第二定律可知，小钢球的加速度方向向上，故升降机可能的运动状态是加速上升或减速下降。故选C。

3.如图所示，乘客站在电梯里，当电梯加速下降时，以下判断正确的是(　　)

A.乘客处于超重状态，所受重力增大

B.乘客处于超重状态，所受重力不变

C.乘客处于失重状态，所受重力减小

D.乘客处于失重状态，所受重力不变

答案　D

解析　电梯加速下降时，乘客具有向下的加速度，此时乘客处于失重状态。超、失重时改变的是人对电梯的压力，不改变人所受的重力。故A、B、C错误，D正确。

4.如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的作用力，下列说法正确的是(　　)