2024_2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系6超重和失重学案新人教版必修第一册.docVIP

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超重和失重

目标体系构建

明确目标·梳理脉络

【学习目标】

1．通过体验或试验，相识超重和失重现象，理解产生超重和失重现象的缘由。

2．能用牛顿定律解决有关超重和失重现象。

【思维脉络】

课前预习反馈

教材梳理·落实新知

学问点1重力的测量

1．方法一：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__，利用牛顿其次定律可得：G＝__mg__。

2．方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量，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__。

学问点2超重和失重

1．失重

(1)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，叫作失重(weightlessness)现象。

(2)产生条件：物体具有__向下__的加速度。

2．超重

(1)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，叫作超重(overweight)现象。

(2)产生条件：物体具有__竖直向上__的加速度。

3．完全失重

(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有__作用力__，这种现象被叫作完全失重状态。

(2)产生条件：加速度a＝__g__，方向__向下__。

思索辨析

『判一判』

(1)物体向上运动时肯定处于超重状态。(×)

(2)物体减速向下运动时处于失重状态。(×)

(3)物体处于失重状态时重力减小了。(×)

(4)超重就是物体的重力变大的现象。(×)

(5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力。(√)

(6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(√)

『选一选』

(2024·浙江衢州市高一月考)2020年11月10日由我国自主研发的载人潜水器“奋斗号”在马里亚纳海沟胜利探底，探底深度为10909m。下列关于潜水器说法正确的是(A)

A．加速下潜时处于失重状态

B．匀速下潜时处于完全失重状态

C．减速下潜时处于失重状态

D．上升过程始终处于超重状态

解析：加速下潜时具有向下的加速度，则处于失重状态，故A正确；匀速下潜时合外力为0，则处于平衡状态，故B错误；减速下潜时速度方向向下，加速度方向向上，则处于超重状态，故C错误；上升过程应先加速向上后减速向上，则加速度方向先向上后向下，则先处于超重后处于失重状态，故D错误。

『想一想』

人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何改变？为什么会发生这样的改变？

提示：先减小，后增加，再还原

解析：人蹲下的过程经验了加速向下(失重)、减速向下(超重)和静止这三个过程。

课内互动探究

细研深究·破疑解难

探究

对超重与失重现象的理解

┃┃情境导入__■

如图所示，某人乘坐电梯正在向上运动。

(1)电梯启动瞬间加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？电梯匀速向上运动时，人受到的支持力比其重力大还是小？

(2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？

提示：(1)电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；电梯匀速向上运动时，人受到的合力为零，所以支持力等于重力。

(2)减速运动时，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力。

┃┃要点提炼__■

1．实重与视重

(1)实重：物体实际所受的重力。

(2)视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。

2．超重与失重

(1)超重：“视重”大于“实重”的现象

(2)失重：“视重”小于“实重”的现象

3．对超重和失重现象的理解

(1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了改变，看起来物重似乎有所增大或减小。

(2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。加速度向上则“超重”，加速度向下则“失重”。

(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都完全消逝，比如物体对桌面无压力，单摆停止摇摆，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能运用的仪器，也不能再运用，如天平、液体气压计等。

┃┃典例剖析__■

典题1(原创题)如图所示，苹果自空中竖直落入深水中，到达某一深度后又返回到水面，下列说法正确的是(C)

A．苹果在空中下落时处于“超重”状态

B．苹果落入水中后“重力”变小了

C．苹果全部进入水中向下运动时处于“超重”状态

D．苹果在水中向上运动时处于“失重”状态

思路引导：(1)加速度的方向确定“超重”或