(共44张PPT)
4.6 超重和失重
人教版必修一 一年级上
新知导入
你坐电梯刚启动或者快到重点停下时会身体感觉到轻微不适，坐过山车时会感觉到严重不适，下面我们探究一下这个现象。
新知导入
做一做：你静止站在体重秤上面，观察体重；然后你在体重秤上面快速下蹲观察数据，快速起来，观察数据。
你发现示数相同吗？这是为什么呢？
示数不相同，用迅速下蹲时示数较小。起来时示数较大。
这一现象就与我们今天要学习的超重和失重现象有关。
新知讲解
有人说，通过字面意思不难看出， “超重和失重”就是重力增多叫超重，重力变少叫失重。
我想问这种看法对吗？某物体的重力可以增加或者变少么？
刚才咱们测体重的时候体重秤确实显示的示数不一样，这到底是为什么？
下面咱们从重力的测量开始说起！
新知讲解
一、重力的测量
1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力 G=mg（实重）。
2.重力的称量
（1）视重：测量仪器显示的读数，是指物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力。
新知讲解
二，测量重力常用的两种方法
一种方法
是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，利用牛顿第二定律可得
G ＝ mg
新知讲解
二，测量重力常用的两种方法
另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。
根据二力平衡的原理：物体受到的重力G等于台秤对物体的支持力F；
根据牛顿第三定律：物体对台秤的压力F'和台秤对物体的支持力F是一对作用力和反作用力。
因此物体的重力
G= F （数值上）=F'(数值上）
这是测量重力最常用的方法。
新知讲解
言归正传，那刚才确实同一个人的体重有大有小，下面我们对超重和失重定义，同学们看看！
新知讲解
二、超重和失重
1.超重：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（视重>实重）。
2.失重：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（视重<实重）。
思考讨论：人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示
数会变化呢？
新知讲解
分析：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。
根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力 F N 大小相等，方向相反。
解析：选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和体重计对人的支持力 FN ，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。
FN
mg
v
新知讲解
设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示
根据牛顿第二定律，有
mg － FN ＝ ma
FN ＝ m（g － a）< mg
即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力,所以属于失重现象。
（1）人加速向下运动
mg
FN
a
v
α 向下 视重 < 重力 失重现象
新知讲解
（2）人减速向下运动
如图所示：加速度方向与运动方向相反，有
mg － FN ＝－ ma
FN ＝ m（g ＋ a）> mg
此时，体重计的示数大于人受到的重力。
所以属于超重现象。
mg
FN
a
v
α 向上 视重 > 重力 超重现象
新知讲解
（3）人静止时，受力分析如图：
mg
FN
人站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后变大，再变小，最后保持不变。
根据二力平衡的原理：F N ＝ mg
新知讲解
结论
加速度向上，物体处于超重状态（视重>实重）
加速度向下，物体处于失重状态（视重<实重）
新知讲解
思考与讨论：图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。
试分析：
0 2 4 6 8
1000
500
t/s
F/N
1.人的重力多少？
2.下蹲阶段是哪个？
3.站起阶段是那个？
新知讲解
(1) 人的重力是500N
(2) 0~2秒属于失重状态说明加速度方向向下是下蹲阶段
(3) 4~6秒属于超重状态说明加速度方向向上是站起阶段
0 2 4 6 8
1000
500
t/s
F/N
1.人的重力多少？
2.下蹲阶段是哪个？
3.站起阶段是那个？
新知讲解
思考讨论：人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？
如果把体重计放在加速下降或上升的电梯中，那怕人不运动，体重计上的示数就会变化。
新知讲解
做一做：在电梯地板上放一台体重计。站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。
电梯减速下降
mg
FN
a
v
电梯加速上升
mg
FN
a
v
体重计示数变大，属于超重现象。
α 向上 视重 > 重力 超重现象
新知讲解
mg
FN
a
v
电梯加速下降
电梯减速上升
mg
FN
a
v
体重计示数变小，属于矢重现象。
α 向下 视重 < 重力 失重现象
电梯匀速运行过程中（a=0）：
F N ＝ mg
新知讲解
【例题】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机
（1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少
解答：（1）当升降机匀速上升时，根据
根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小200N
新知讲解
【例题】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机
（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？
解答：（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律
解得
新知讲解
【例题】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机
（3）当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？
解答：当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律
解得
新知讲解
【例题】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机
（4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？
解答：（4）当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，则物体对台秤的压力为0
新知讲解
处理这类问题的一般思路:
1、确定研究对象；
2、对研究对象进行受力分析并规定正方向；
3、根据牛顿第二定律列出方程或方程组；
4、求解方程，并对结果做必要说明。
新知讲解
针对练习：电梯里有一台秤，台秤上放一个质量为m=10kg的物体，当电梯静止时，台秤的示数是多少？当电梯以大小为3m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数又是多少？（g=10m/s2）
参考答案：当电梯静止时，台称的示数为100N，当电梯以大小为2m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数是80N。
新知讲解
1、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2这种现象被叫作完全失重状态。
三、完全失重
航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。
新知讲解
【例题】已知人的质量为50kg，若该人和电梯一起自由下落，台秤的示数是多少？
解：对人进行受力分析设竖直向下方向为坐标轴正方向
牛顿第二定律得：mg-FN=ma
a=g
FN
mg
v
因为自由下落所以：a=g
代入得：FN=0
根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力 FN ′为：
FN ′ ＝－F N ＝0
台秤的示数是0。
当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）将等于零,这种状态称为完全失重现象。
新知讲解
新知讲解
航天员在天宫二号上展
示水球的实验
完全失重时，物体将飘浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”……
课堂练习
1．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）
A．超重现象只会发生在物体竖直向上运动的过程中，超重就是物体所受的重力增加了
B．失重现象只会发生在物体竖直向下运动的过程中，失重就是物体所受的重力减小了
C．完全失重就是物体所受的重力全部消失了
D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的
D
课堂练习
A．超重现象是因为物体具有向上的加速度，物体可能是向下减速或向上加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力大于本身重力，A错；
B．失重现象是因为物体具有向下的加速度，物体可能是向上减速或向下加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力小于本身的重力，B错误；
C．完全失重，物体所受的重力是不变的，只是对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0，C错误；
D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力都是不变的，D正确；
故选D。
课堂练习
2．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（ ）
A．电梯正在加速上升，人在电梯中处于失重状态
B．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
C．在国际空间站内的宇航员重力完全消失
D．自行车在斜坡上自由滑行时，人处于失重状态
D
课堂练习
3、在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是( )
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为 ，方向一定竖直向下
D
课堂练习
4、（多选）关于超重和失重的下列说法中，正确的是（ ）
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体也受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化
BD
拓展提高
1，（多选）某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是( )
A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动
B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态
C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重
D．人在B点具有最大速度
CD
拓展提高
2、一质量为 的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从 时刻由静止开始上升，在0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少？（取重力加速度 ）
【答案】
在0~2 s内，小孩处于超重状态
在2~5 s内，小孩处于平衡状态
在5~6 s内，小孩处于失重状态
电梯上升的高度为 9m
拓展提高
3、在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是( )
水银气压计
B. 体重计
C. 打点计时器
D. 天平
C
课堂总结
1、超重：α 向上 视重 > 重力 超重现象。
2.失重：视α 向下 视重 < 重力 失重现象。
3、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2 。
3、物体是超重还是失重是由α的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。
课堂总结
α=g 视重 =0 完全失重。
α 向上 视重 > 重力 超重现象；
α 向下 视重 < 重力 失重现象；
规律
板书设计
一、超重和失重
1.超重：α 向上 视重 > 重力 超重现象。
2.失重：视α 向下 视重 < 重力 失重现象。
板书设计
二、完全失重
向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）将等于零。
三、航天器的超重现象
1、火箭发射
2、载人航天发射
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
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人教版高中物理必修1教学设计
课题 超重和失重 单元 4 学科 物理 年级 高一
教材分析 本节教材是人教版物理必修一第四章中的第六节内容，本节课是利用牛顿第二定律来研究超重和失重现象，是本章牛顿第二定律知识应用一个典型例子。也是跟我们实际生活比较贴近的内容之一，如坐电梯，玩过山车等，同学们对这些失重和超重有一些身体上的感受。这不仅有利于学生学习超重和失重概念的掌握更有利于巩固牛顿第二定律的学习，不仅仅会激发学生对航天技术的认识兴趣和探究热情。
教学目标与核心素养 一、教学目标1、认识超重和失重现象的本质，知道超重与失重现象中，地球对物体的作用力并没有变化；2、能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象；3、知道完全失重状态的特征和条件，知道人造卫星中的物体处于完全失重状态；4、运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。二，过程与方法通过坐电梯和玩过山车的感受出发引入始终的概念，并用牛顿第二定律理论分析整个过程，最终达到自主分析超重和失重状态。三、情感态度价值观物理观念：建构超重和失重的物理观念，了解超重和失重的原因，超重和失重与运动方向、加速度方向关系。科学探究：经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。科学态度与责任：体验学以致用的乐趣，感受物理与生活、社会与科学技术的相关性。
重点 把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，超重和失重现象和加速度的内在联系。
难点 通过现象用牛顿运动定律判断属于超重或失重现象是难点，并进行相关计算是难点。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 你坐电梯刚启动或者快到重点停下时会身体感觉到轻微不适，坐过山车时会感觉到严重不适，下面我们探究一下这个现象。出示图片做一做：你静止站在体重秤上面，观察体重；然后你在体重秤上面快速下蹲观察数据，快速起来，观察数据，你发现示数相同吗？这是为什么呢？出示图片参考答案:示数不相同，用迅速下蹲时示数较小。起来时示数较大。这一现象就与我们今天要学习的超重和失重现象有关。 学生动手操作并观察示数 体会视重与物体的加速度有关，引出本节课题超重和失重。
讲授新课 有人说，通过字面意思不难看出， “超重和失重”就是重力增多叫超重，重力变少叫失重。我想问这种看法对吗？某物体的重力可以增加或者变少么？刚才咱们测体重的时候体重秤确实显示的示数不一样，这到底是为什么？下面咱们从重力的测量开始说起！一、重力的测量1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力 G=mg（实重）。2.重力的称量（1）视重：测量仪器显示的读数，是指物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力。二，测量重力常用的两种方法一种方法是，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，利用牛顿第二定律可得G ＝ mg。另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。根据二力平衡的原理：物体受到的重力G等于台秤对物体的支持力F；根据牛顿第三定律：物体对台秤的压力F'和台秤对物体的支持力F是一对作用力和反作用力。因此物体的重力G=F（数值上）=F'(数值上）这是测量重力最常用的方法。言归正传，那刚才确实同一个人的体重有大有小，下面我们对超重和失重定义，同学们看看二、超重和失重1.超重：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（视重>实重）。2.失重：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（视重<实重）。思考讨论：人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？分析：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力 F N 大小相等，方向相反。解析：选取人为研究对象。人体受到重力 mg 和体重计对人的支持力 FN ，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。（1）人加速向下运动设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示根据牛顿第二定律，有mg － FN ＝ maFN ＝ m（g － a）< mg即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力,所以属于失重现象。α 向下 视重 < 重力 失重现象（2）人减速向下运动如图所示： 加速度方向与运动方向相反，有mg － FN ＝－ maFN ＝ m（g ＋ a）> mg此时，体重计的示数大于人受到的重力。所以属于超重现象。α 向上 视重 > 重力 超重现象（3）人静止时，受力分析如图：根据二力平衡的原理：F N ＝ mg教师总结：人站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后变大，再变小，最后保持不变。结论：不管物体运动方向如何加速度向上，物体处于超重状态（视重>实重）加速度向下，物体处于失重状态（视重<实重）思考与讨论：图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。1.人的重力多少？2.人的重力多少？3.下蹲阶段是哪个？4.站起阶段是那个？参考答案：（1）人的重力是500N（2）0~2秒属于失重状态说明加速度方向向下是下蹲阶段 （3）4~6秒属于超重状态说明加速度方向向上是站起阶段 思考讨论：人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？参考答案：如果把体重计放在加速下降或上升的电梯中，那怕人不运动，体重计上的示数就会变化。做一做：在电梯地板上放一台体重计。站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。 电梯加速上升 电梯减速下降 体重计示数变大，属于超重现象。α 向上 视重 > 重力 超重现象 电梯加速下降 电梯减速上升体重计示数变小，属于矢重现象。α 向下 视重 < 重力 失重现象电梯匀速运行过程中（a=0）： F N ＝ mg【例题】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机（1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？（3）当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？（4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？【答案】（1）200N；（2）超重，220N；（3）失重，100N；（4）0【详解】（1）当升降机匀速上升时，根据根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小200N（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律解得（3）当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律解得（4）当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，则物体对台秤的压力为0处理这类问题的一般思路:1、确定研究对象；2、对研究对象进行受力分析并规定正方向。3、根据牛顿第二定律列出方程或方程组；4、求解方程，并对结果做必要说明。针对练习：电梯里有一台秤，台秤上放一个质量为m=10kg的物体，当电梯静止时，台秤的示数是多少？当电梯以大小为2m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数又是多少？（g=10m/s2）参考答案：当电梯静止时，台称的示数为100N，当电梯以大小为3m/s2的加速度匀减速上升时，台秤的示数是80N。三、完全失重1、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2这种现象被叫做完全失重状态。出示图片：航天器航天器在太空轨道上绕地球或其他天体运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态。【例题】已知人的质量为50kg，若该人和电梯一起自由下落，台秤的示数是多少？解：对人进行受力分析设竖直向下方向为坐标轴正方向有牛顿第二定律得：mg-FN=ma因为自由下落所以：a=g代入得：FN=0根据牛顿第三定律，人对台秤的的压力 FN ′为：FN ′ ＝－F N ＝0台秤的示数是0。当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）将等于零,这种状态称为完全失重现象。完全失重时，物体将飘浮在空中，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮，走路时稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”……出事图片：航天员在天宫二号上展示水球的实验课堂练习1．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）A．超重现象只会发生在物体竖直向上运动的过程中，超重就是物体所受的重力增加了B．失重现象只会发生在物体竖直向下运动的过程中，失重就是物体所受的重力减小了C．完全失重就是物体所受的重力全部消失了D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的【答案】D 【详解】A．超重现象是因为物体具有向上的加速度，物体可能是向下减速或向上加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力大于本身重力，A错误；B．失重现象是因为物体具有向下的加速度，物体可能是向上减速或向下加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力小于本身的重力，B错误；C．完全失重，物体所受的重力是不变的，只是对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0，C错误；D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力都是不变的，D正确；故选D。2．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（ ）A．电梯正在加速上升，人在电梯中处于失重状态B．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态C．在国际空间站内的宇航员重力完全消失D．自行车在斜坡上自由滑行时，人处于失重状态【答案】D3、在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是( ) A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为 ，方向一定竖直向下【答案】D4、（多选）关于超重和失重的下列说法中，正确的是（ ）A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体也受重力作用C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化【答案】BD拓展提高1某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是( )A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重D．人在B点具有最大速度【答案】CD2、一质量为 的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从 时刻由静止开始上升，在0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少？（取重力加速度 ）【答案】在0~2 s内，小孩处于超重状态在2~5 s内，小孩处于平衡状态在5~6 s内，小孩处于失重状态电梯上升的高度为9m3、在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是( )水银气压计 B. 体重计 C. 打点计时器 D. 天平 【答案】C 阅读课文说出测量重力常用的两种方法记忆理解超重和失重的概念学生分析加速、减速和静止三个阶段的超重和失重现象。学生观察图中曲线分析力传感器上的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。学生思考讨论课下让学生切身体验超重和失重在教师引导下计算人对电梯的压力学生练习学生练习阅读课文了解太空中完全失重的现象学生阅读课文学生练习 锻炼学生的自主学习能力为下面研究超重和失重打下基础掌握加速度向下失重现象；加速度向上超重现象深刻理解超重和失重的情况拓展学生的思维掌握超重和失重的四种情况掌握解题的一般思路巩固解这类问题的思路步骤巩固理解完全失重的概念锻炼学生的自主学习能力了解发射航天器的超重现象巩固本节知识
课堂小结 1、超重：压力（或拉力）大于重力，具有向上的加速度；失重：与超重刚好相反。2、完全失重：压力（或拉力）等于0，具有向下的加速度a，且a=g=9.8m/s2 3、物体是超重还是失重是由α的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。α 向上 视重 > 重力 超重现象；α 向下 视重 < 重力 失重现象；α=g 视重 =0 完全失重。 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、超重和失重1.超重：α 向上 视重 > 重力 超重现象2.失重：视α 向下 视重 < 重力 失重现象二、完全失重向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）将等于零。三、航天器的超重现象1、火箭发射2、载人航天发射
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)【最新2022】高中物理必修一课后同步练习
4.6 超重和失重
一、单选题
1．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）
A．超重现象只会发生在物体竖直向上运动的过程中，超重就是物体所受的重力增加了
B．失重现象只会发生在物体竖直向下运动的过程中，失重就是物体所受的重力减小了
C．完全失重就是物体所受的重力全部消失了
D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的
2．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（ ）
A．电梯正在加速上升，人在电梯中处于失重状态
B．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
C．在国际空间站内的宇航员重力完全消失
D．自行车在斜坡上自由滑行时，人处于失重状态
3．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是( )
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
4．图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的表示人的重心．图个点在图甲中没有画出．取重力加速度．根据图象分析可知（ ）．
A．人的重力为1500N
B．C点位置人处于超重状态
C．e点位置人处于失重状态
D．d点的加速度小于f点的加速度
5．下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息
A．1s时人处在下蹲的最低点
B．2s时人处于下蹲静止状态
C．该同学做了2次下蹲-起立的动作
D．下蹲过程中人始终处于失重状态
6．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，如图所示，乘客的座椅能随着道路坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平。当此车加速上坡时，关于盘腿坐在座椅上的一位乘客，下列说法正确的是（ ）
A．受到水平向右的摩擦力作用
B．不受摩擦力的作用
C．处于失重状态
D．所受力的合力竖直向上
二、多选题
7．关于超重和失重的下列说法中，正确的是（ ）
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体也受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化
8．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是( )
A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动
B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态
C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重
D．人在B点具有最大速度
9．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是( )
A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
三、解答题
10．质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数分别是多少 （g取）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以的加速度匀加速上升；
（3）升降机以的加速度匀减速上升或匀加速下降．
11．一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少？（取重力加速度）
12．某大型游乐场内，有一种能使人体验超重、失重感觉的大型娱乐设施。该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处，然后让座舱从高空自由落下（此时座舱受到的阻力极小，可忽略），当落至一定位置时，良好的制动系统开始工作，使座舱落至地面时刚好停止。假设座舱开始下落时的高度为80m，当下落至距地面30m时，开始对座舱进行制动，并认为座舱的制动过程是匀减速运动。
（1）当座舱从开始下落了20m时，质量是60kg的人对座舱的压力为多大？试说明理由。
（2）当座舱下落到距离地面10m位置时，人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少？（g取10m/s2）
13．一个质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2．
14．升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20kg的物体（g=10m/s2），当升降机
（1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？
（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？
（3）当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体所受的支持力大小是多少？
（4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？
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参考答案
1．D
【详解】
A．超重现象是因为物体具有向上的加速度，物体可能是向下减速或向上加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力大于本身重力，A错误；
B．失重现象是因为物体具有向下的加速度，物体可能是向上减速或向下加速，本身重力没变，只是对悬绳或支持面的作用力小于本身的重力，B错误；
C．完全失重，物体所受的重力是不变的，只是对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0，C错误；
D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力都是不变的，D正确；
故选D。
2．D
【详解】
A．电梯正在加速上升，人的加速度方向向上，在电梯中处于超重状态，故A错误；
B．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人受到的支持力与重力大小相等，人既不处于超重状态，也不处于失重状态，故B错误；
C．在国际空间站内的宇航员的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，重力并没有消失，故C错误；
D．自行车在斜坡上自由滑行时，人和自行车具有竖直向下的分加速度，人处于失重状态，故D正确；
故选D。
3．D
【详解】
A．体重计示数是40kg，示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小。故A错误；
B．晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误；
C．电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力。故C错误；
D．以人为研究对象
mg-FN=ma
求得：
方向竖直向下，选项D正确；
故选D。
4．B
【详解】
A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是500N，根据牛顿力平衡可知，人的重力也是500N，即质量为50kg，A错误；
B.c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，B正确；
C.e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，C错误；
D.人在d点，人在f点，可知d点的加速度大于f点的加速度，D错误．
故选B.
5．B
【详解】
人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中先是失重后超重，选项D错误；在1s时人的失重最大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，选项A错误；2s时人经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，选项B正确；该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，选项C错误．
6．A
【详解】
AB．当此车加速上坡时，整体的加速度沿斜面向上，故乘客的加速度沿斜面向上。对乘客进行受力分析，乘客受重力、支持力，由于乘客有水平向右的分加速度，所以受到向前（水平向右）的摩擦力作用，所以A正确；B错误；
C．当此车加速上坡时，整体的加速度沿斜面向上，乘客具有向上的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于超重状态，所以C错误；
D．因为加速度方向沿斜面向上，可知乘客所受的合力沿斜面向上，所以D错误；
故选A。
7．BD
【详解】
A．所谓超重是指物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力大于物体的重力，失重是指物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于物体的重力，而物体的重力没有变化，故A错误;
B．物体做自由落体运动时只受重力，处于完全失重状态，故B正确;
C．根据牛顿第二定律得知，物体具有向上的加速度时处于超重状态，物体具有向下的加速度时处于失重状态．故C错误;
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力并没有变化，而且始终存在，故D正确;
故选BD。
8．CD
【详解】
A．人和踏板由到的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力先减小，所以加速度减小，故A错误；
BCD．人和踏板由到的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，人和踏板加速上升；从到的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，人和踏板减速上升，人在点具有最大速度，故B错误，C、D正确；
故选CD。
9．BC
【详解】
由F－t图象可以看出，0～t1
F＝mg
物块可能处于静止状态或匀速运动状态，t1～t2
F>mg
电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动，t2～t3
F＝mg
物块可能静止或匀速运动，t3～t4
F电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下或减速向上运动，综上分析可知，故BC正确。
故选BC。
10．（1）600N （2）840N （3）420 N
【详解】
以人为研究对象进行受力分析，人受重力和支持力作用
（1）升降机匀速上升时，所以有
即
根据牛顿第三定律知
.
（2）升降机匀加速上升时，加速度方向向上，人处于超重状态，取向上为正方向，则有
所以
根据牛顿第三定律知
．
（3）升降机匀减速上升或匀加速下降时，加速度方向都向下，人都处于失重状态，取向下为正方向，则有
所以
根据牛顿第三定律知
11．在0~2 s内，小孩处于超重状态
在2~5 s内，小孩处于平衡状态
在5~6 s内，小孩处于失重状态
电梯上升的高度为
【详解】
由图可知，在t=0到t1=2s的时间内，电梯向上加速运动，小孩处于超重状态，设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得
在这段时间内电梯上升的高度
在t2-t1=3s的时间内，电梯匀速上升，小孩处于平衡状态，速度为t1时刻的电梯的速度，即
在这段时间内电梯上升的高度
在t3-t2=1s时间内，电梯做减速上升运动，小孩处于失重状态，设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得
电梯上升的总高度
由以上各式，解得
12．（1）0，见解析；（2）8∶3
【详解】
（1）开始自由下落过程人和座舱只受重力，此时a＝g
由牛顿第二定律得
则
根据牛顿第三定律，此时人对座舱的压力为0
（2）设座舱距地面30m时速度为v
开始自由下落的阶段，由运动学公式得
制动减速阶段人的受力情况如图所示
由运动学公式得
由牛顿第二定律得
由得
由得
根据牛顿第三定律，人对座舱的压力
则人对座舱的压力与人所受到的重力之比是8∶3
13．9m
【详解】
试题分析：由图可知，在t＝0到t1＝2s的时间内，电梯向上加速运动．设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得： ①
在这段时间内电梯上升的高度 h1＝②
在t2-t1＝3s的时间内，电梯匀速上升，速度为t1时刻的电梯的速度，即 ③
在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1（t2 -t1） ④
在t3-t2＝1s时间内，电梯做减速上升运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：⑤
在这段时间内电梯上升的高度h3＝⑥
电梯上升的总高度h＝h1＋h2+h3 ⑦
由以上各式，解得h＝9m ⑧
考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】
连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
14．（1）200N；（2）超重，220N；（3）失重，100N；（4）0
【详解】
（1）当升降机匀速上升时，根据
根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小200N
（2）当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律
解得
（3）当升降机以5m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律
解得
（4）当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，则物体对台秤的压力为0
