人教版物理必修一4.6超重和失重导学案

4.6 超重和失重
教学重点：理解掌握超重和失重的概念，对典型例题—电梯中的超重和失重的分析
教学难点：电梯中的超重和失重的分析
思考：抛到最高处的小球是否处于平衡状态？
在最高点时，小球速度为 ，所受合力为 ，根据牛顿第二定律F= ，知小球的加速度为 ，小球有向下运动的趋势，所以此时小球 处于平衡状态。
那么我们根据牛顿第一定律知：物体要处于平衡状态，所受合外力为 ，根据牛顿第二定律F= ，知平衡状态下物体的加速度为 。反之，只要物体所受合力为 或者加速度为 ，则物体处于 状态。比如匀速行驶的汽车，速度不为零，加速度a=
问题一：在测量体重时，我们需静止不动，等体重秤示数稳定后再读出自己的体重。为什么要静止不动呢？
这是因为当人静止在体重计上时，人处于 状态，重力和体重计对人的支持力 ，而实际上体重计测量的是人对体重计的 力，也就是体重计的示数，我们称之为视重，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的。
问题二：如果在体重秤上下蹲和起立时，体重秤的示数会发生变化吗？如何变化？
当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了 速度，此时人受力不再 ， 力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化.在体重秤上的人受重力G和体重秤对人的 FN，在下蹲时，人有向下的加速度，产生的合力大小为ma，方向向 ，人的重力不变，体重秤对人的支持力FN= ，即体重秤对人的支持力变 ，人对体重秤的压力变 ，故下蹲时示数变 。在起立时，
。
那什么是超重和失重呢？
【定义】：物体对支持物的压力（或支持力）大于物体所受的重力，这种现象叫做 重。
【定义】：物体对支持物的压力（或支持力）小于物体所受的重力，这种现象叫做 重。
在运动学中，物体做减速运动，加速度方向与物体运动方向
例题：人站在电梯中，人的质量为m.如果当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力为多大？
解：根据牛顿第二定律F合=ma= ，
故支持力FN= 人对地板的压力F压=
人处于 （超重/失重）状态。
变式1：如果电梯减速下降，加速度方向向 ，（在图中标出），根据牛顿第二定律F合=ma= ，故支持力FN= 人对地板的压力F压= 人处于 （超重/失重）状态。
（减速下降）
变式2：如果电梯以加速度a加速下降时，人对地板的压力为多大？
解：根据牛顿第二定律F合=ma= ，故支持力FN= 人对地板的压力F压= 人处于 （超重/失重）状态。
变式3：如果电梯减速上升，加速度方向向 ，（在图中标出），根据牛顿第二定律F合=ma= ，故支持力FN= 人对地板的压力F压= 人处于 （超重/失重）状态。
（减速上升）
练习：
1、质量为60 kg的人站在电梯内的台秤上，电梯从静止开始运动，台秤上的人注意到开始3 s内台秤示数为528 N，接着8 s内台秤的示数为588 N，最后台秤示数增大到678 N，直到静止时台秤又恢复到588 N.试问电梯是上升还是下降？升降的总高度是多少？
2、有关超重和失重的说法，正确的是 （）
A．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减少
B．竖直上抛运动的物体处于完全失重状态
C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程
D．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程