2024_2025学年新教材高中物理第四章牛顿运动定律第六节失重和超重学案粤教版必修第一册.docVIP

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第六节失重和超重

核心素养目标

新课程标准

1.经验试验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领会运用牛顿运动定律解决实际问题。

2．培育用科学学问说明现象的实力，激发学习热忱和爱好，形成良好的科学看法与责任

1.通过体验或者试验，相识超重和失重现象。

2．通过视察人站在体重计上快速蹲下、站起时体重计的示数或其他方式发觉失重和超重现象产生的条件，并应用牛顿运动定律分析失重和超重现象发生的动力学缘由，理解失重和超重现象的本质。

3．了解失重和超重现象在各个领域中的应用，说明生活中的失重和超重现象

学问点一失重和超重现象

[情境导学]

让一学生站立在体重计上，(1)视察下列状况下体重计的示数改变：①在体重计上静止不动；②在体重计上快速蹲下；③在体重计上快速站起。

(2)在状况②、③中会出现什么现象？取决于什么因素呢？

提示：(1)①体重计示数不变，体重计的示数就是人对体重计的压力；②体重计的示数先减小后增大；③体重计的示数先增大，后减小。

(2)在状况②中，人快速下蹲的过程分为加速下降和减速下降两阶段，分别属于失重、超重现象；在状况③中，人快速站起的过程分为加速上升和减速上升两个阶段，分别属于超重、失重现象。竖直方向的速度发生改变，即在竖直方向上有加速度时，才会出现失重和超重现象。

[学问梳理]

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。

(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。

(2)产生条件：物体具有向上的加速度。

[初试小题]

1．推断正误。

(1)物体处于超重状态时重力增大了。(×)

(2)物体处于失重状态时重力减小了。(×)

(3)物体处于超重或失重状态时，物体的重力没有改变。(√)

2．(多选)站在电梯上的人，当电梯竖直减速下降时，下面说法中正确的是()

A．电梯对人的支持力小于人对电梯的压力

B．电梯对人的支持力大于人对电梯的压力

C．电梯对人的支持力等于人对电梯的压力

D．电梯对人的支持力大于人的重力

解析：选CD电梯对人的支持力和人对电梯的压力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A、B错误，C正确；当电梯竖直减速下降时，加速度向上，人处于超重状态，此时人受到的支持力大于人的重力，故D正确。

学问点二完全失重现象

[情境导学]

一个盛满水的瓶子底部有一小孔，静止在手中时，水会喷射而出；假如突然松手，让瓶子自由下落时，会发生什么现象？为什么？

提示：瓶子和水一起下落，水不会喷射而出。每一部分水和瓶子它们做的都是自由落体运动，运动状况完全一样，所以它们之间没有挤压，均处于完全失重状态。

[学问梳理]

1．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。

2．产生条件：a＝g，且方向竖直向下。

[初试小题]

1．推断正误。

(1)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消逝。(√)

(2)在完全失重状态下，物体的视重为零。(√)

(3)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(√)

2．如图，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后起先向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态分别为()

A．失重、失重 B．超重、超重

C．失重、超重 D.超重、失重

解析：选A运动员在空中运动的过程中，加速度总是竖直向下且大小为g，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态都是完全失重状态，故选A。

对超重和失重现象的理解

[问题探究]

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？

(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。

(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。

[要点归纳]

超重、失重和运动状态的关系

留意：确定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关。

[例题1]

某试验小组利用DIS系统视察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做试验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图像，以下依据图像分析所得结论错误的是()

A．该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的改变状况

B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终静止

D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最终静止

[思路