高中物理人教版（2019）必修一 4.6超重和失重 学案 （有答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）必修一 4.6超重和失重 学案 （有答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-10-16 19:27:57 | ||
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文档简介
4.6超重和失重
一学科核心素养
(1)通过观察、体验或者实验，以弹簧测力计提拉钩码在竖直方向的运动实验为例，认识超重和失重(包括完全失重)现象。(科学探究)
(2)通过观察同伴站在体重计下蹲和起立过程体重计示数变化(或其他方式),发现超重和失重现象产生的条件，总结概括出超重和失重的概念。(物理观念)
(3)以人在电梯中的运动为例，探究产生超重和失重现象的动力学原理，理解超重和失重现象的本质。培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力，促进理论认知。(科学思维)
(4)通过丰富的课程资源(包括实验、视频等)及分层的应用设计，了解超重和夫重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，特别是太空中的完全失重现象，提升解决实际问题的能力，达成学科素养的提升。(科学态度与责任)
二学习重难点
1.重点:把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系。
2.难点:设计问题梯度，筛选教学资源，设计典型实验，引导学生探究，控制讨论交流时间是本节的难点。
三课前预习
1．广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图象如图所示。t=59.5s时，电梯处于___________状态（填“超重”或“失重”），t=60s时，电梯速度为_____________。
2．如图所示，一质量为60kg的人站在商场的电梯上，当电梯以a=3m/的加速度沿倾角的斜面加速向下运动时，人处_____状态（选填"超重"或"失重"），该人受到的支持力大小为_____N，该人受到的摩擦力大小为_____N。（g=10m/s2）
3．重力的测量
（1）方法一：利用牛顿第二定律
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___________，利用牛顿第二定律可得G=___________
（2）方法二：利用力的平衡条件
将待测物体悬挂或放置在___________，使它处于静止状态。这时物体受到的重力的大小___________测力计对物体的拉力或支持力的大小。
4．完全失重
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______的状态。
（2）产生条件：a＝g，方向______。
5．超重
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______物体所受重力的现象。
（2）产生条件：物体具有______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度。
6．如图所示，两个物体A、B叠放在一起，接触面粗糙。
（1）若将它们同时自由释放，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
（2）若将它们同时竖直向上抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
（3）若将它们同时水平抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
A．只受重力
B．受重力和A对它的压力
C．受重力和A对它的摩擦力
D．受重力、A对它的压力和摩擦力
7．两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
a.现将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触），并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________。
8．如图甲所示，重力为100N的木箱静止在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，此后用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则木箱与地板之间的最大静摩擦力_______N，木箱与地板之间的动摩擦因数_________；2021年8月5日，我国14岁少女全红婵在东京奥运会10米跳台决赛中创造了五个动作三跳满分的纪录，勇夺冠军，如图乙所示，比赛时在空中下降过程中她处于___________状态（选填“超重”或“失重”）。
四自我检测
1．如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有（ ）
A．地面对斜面体的支持力大于
B．地面对斜面体的支持力等于
C．地面对斜面体的支持力小于
D．由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与的关系
2．塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（ ）
A．前15s内先上升后下降
B．前15s内速度先增加后减小
C．前5s内处于失重状态
D．整个上升过程中的平均速度小于0.5m/s
3．平伸手掌，托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是（ ）
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
4．关于超重与失重的说法正确的是（ ）
A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B．在超重现象中，物体的重力是增大的
C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零
D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度
5．小丁同学最多能够举起60kg的重物，则在其将重物向上举起的过程中（ ）
A．重物一直处于超重状态
B．重物一直处于失重状态
C．重物先处于超重状态，后处于失重状态
D．重物先处于失重状态，后处于超重状态
6．某人乘电梯从10楼到1楼，从电梯启动到停在1楼的过程，经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中，该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较，其大小关系分别是（ ）
A．重力大于压力，重力等于压力，重力小于压力
B．重力小于压力，重力等于压力，重力大于压力
C．重力大于压力，重力小于压力，重力小于压力
D．重力小于压力，重力小于压力，重力大于压力
7．在新冠疫情肆虐全球的背景下，北京冬奥会的圆满举办，再次彰显了中国的决心、高效与活力，如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景，下列有关说法正确的是（ ）
A．在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时，可以把运动员看成质点
B．在乙图中运动员用冰壶刷刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力
C．丙图中的处于空中的运动员，在上升过程为超重状态，下降过程则为失重状态
D．丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小，假定运动员从同一位置出发，第一名平均速度最大
8．如图所示，质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止，一起沿倾角为的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ）
A．P处于超重状态
B．P受到的摩擦力大小为mg，方向水平向右
C．P受到的摩擦力大小为mgsincos，方向水平向左
D．P受到的支持力大小为mgsin2
9．如图是某摄影师抓拍到的一直静止在水平栏杆上的鸟，下列说法正确的是（ ）
A．这只鸟受到2个力的作用 B．鸟儿起飞瞬间，支持力等于重力
C．鸟儿起飞瞬间，支持力小于重力 D．鸟儿起飞瞬间，鸟儿处于完全失重状态
10．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（ ）
A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后
C．运动员在空中最高点时处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
参考答案：
三课前预习
1． 失重 0
2． 失重 492 144
3． 质量 mg 测力计上 等于
4． 等于零 竖直向下
5． 大于 竖直向上
6． A A A
7． 吸引 右 减速 加速
8． 35 0.3 失重
四自我检测
1．C
2．B
3．D
4．D
5．C
6．A
7．B
8．C
9．A
10．B
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
一学科核心素养
(1)通过观察、体验或者实验，以弹簧测力计提拉钩码在竖直方向的运动实验为例，认识超重和失重(包括完全失重)现象。(科学探究)
(2)通过观察同伴站在体重计下蹲和起立过程体重计示数变化(或其他方式),发现超重和失重现象产生的条件，总结概括出超重和失重的概念。(物理观念)
(3)以人在电梯中的运动为例，探究产生超重和失重现象的动力学原理，理解超重和失重现象的本质。培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力，促进理论认知。(科学思维)
(4)通过丰富的课程资源(包括实验、视频等)及分层的应用设计，了解超重和夫重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，特别是太空中的完全失重现象，提升解决实际问题的能力，达成学科素养的提升。(科学态度与责任)
二学习重难点
1.重点:把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系。
2.难点:设计问题梯度，筛选教学资源，设计典型实验，引导学生探究，控制讨论交流时间是本节的难点。
三课前预习
1．广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图象如图所示。t=59.5s时，电梯处于___________状态（填“超重”或“失重”），t=60s时，电梯速度为_____________。
2．如图所示，一质量为60kg的人站在商场的电梯上，当电梯以a=3m/的加速度沿倾角的斜面加速向下运动时，人处_____状态（选填"超重"或"失重"），该人受到的支持力大小为_____N，该人受到的摩擦力大小为_____N。（g=10m/s2）
3．重力的测量
（1）方法一：利用牛顿第二定律
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___________，利用牛顿第二定律可得G=___________
（2）方法二：利用力的平衡条件
将待测物体悬挂或放置在___________，使它处于静止状态。这时物体受到的重力的大小___________测力计对物体的拉力或支持力的大小。
4．完全失重
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______的状态。
（2）产生条件：a＝g，方向______。
5．超重
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______物体所受重力的现象。
（2）产生条件：物体具有______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度。
6．如图所示，两个物体A、B叠放在一起，接触面粗糙。
（1）若将它们同时自由释放，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
（2）若将它们同时竖直向上抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
（3）若将它们同时水平抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B_________（填选项前的字母）。
A．只受重力
B．受重力和A对它的压力
C．受重力和A对它的摩擦力
D．受重力、A对它的压力和摩擦力
7．两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
a.现将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触），并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________。
8．如图甲所示，重力为100N的木箱静止在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，此后用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则木箱与地板之间的最大静摩擦力_______N，木箱与地板之间的动摩擦因数_________；2021年8月5日，我国14岁少女全红婵在东京奥运会10米跳台决赛中创造了五个动作三跳满分的纪录，勇夺冠军，如图乙所示，比赛时在空中下降过程中她处于___________状态（选填“超重”或“失重”）。
四自我检测
1．如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有（ ）
A．地面对斜面体的支持力大于
B．地面对斜面体的支持力等于
C．地面对斜面体的支持力小于
D．由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与的关系
2．塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（ ）
A．前15s内先上升后下降
B．前15s内速度先增加后减小
C．前5s内处于失重状态
D．整个上升过程中的平均速度小于0.5m/s
3．平伸手掌，托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是（ ）
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
4．关于超重与失重的说法正确的是（ ）
A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B．在超重现象中，物体的重力是增大的
C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零
D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度
5．小丁同学最多能够举起60kg的重物，则在其将重物向上举起的过程中（ ）
A．重物一直处于超重状态
B．重物一直处于失重状态
C．重物先处于超重状态，后处于失重状态
D．重物先处于失重状态，后处于超重状态
6．某人乘电梯从10楼到1楼，从电梯启动到停在1楼的过程，经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中，该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较，其大小关系分别是（ ）
A．重力大于压力，重力等于压力，重力小于压力
B．重力小于压力，重力等于压力，重力大于压力
C．重力大于压力，重力小于压力，重力小于压力
D．重力小于压力，重力小于压力，重力大于压力
7．在新冠疫情肆虐全球的背景下，北京冬奥会的圆满举办，再次彰显了中国的决心、高效与活力，如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景，下列有关说法正确的是（ ）
A．在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时，可以把运动员看成质点
B．在乙图中运动员用冰壶刷刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力
C．丙图中的处于空中的运动员，在上升过程为超重状态，下降过程则为失重状态
D．丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小，假定运动员从同一位置出发，第一名平均速度最大
8．如图所示，质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止，一起沿倾角为的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ）
A．P处于超重状态
B．P受到的摩擦力大小为mg，方向水平向右
C．P受到的摩擦力大小为mgsincos，方向水平向左
D．P受到的支持力大小为mgsin2
9．如图是某摄影师抓拍到的一直静止在水平栏杆上的鸟，下列说法正确的是（ ）
A．这只鸟受到2个力的作用 B．鸟儿起飞瞬间，支持力等于重力
C．鸟儿起飞瞬间，支持力小于重力 D．鸟儿起飞瞬间，鸟儿处于完全失重状态
10．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（ ）
A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后
C．运动员在空中最高点时处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
参考答案：
三课前预习
1． 失重 0
2． 失重 492 144
3． 质量 mg 测力计上 等于
4． 等于零 竖直向下
5． 大于 竖直向上
6． A A A
7． 吸引 右 减速 加速
8． 35 0.3 失重
四自我检测
1．C
2．B
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4．D
5．C
6．A
7．B
8．C
9．A
10．B
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