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高中物理：《超重与失重》教案（必修1）（推荐5篇）第一篇：高中物理：《超重与失重》教案(必修1)超重与失重【教学目标】（1）知道什么是超重、失重、完全失重现象，并能运用学过的知识解释现象。
（2）培养学生的自学能力、科学语言表达能力、思维能力。
（3）学习阅读材料开阔眼界。
【教学过程】引入：上节课我们学习了牛顿运动定律的简单应用，并总结了运用牛顿第二定律解题的一般方法，F=ｍａ，在确定了研究对象之后要做两个分析：受力分析，运动状态的分析。
然后根据牛顿第二定律列方程求解，今天我们用以上方法分析一些简单的现象。
投影体重计它是用来测体重的，当人站在体重计上不动时，指针就会摆到某一位置，指针所指的示数就是你的体重。
你注意观察过吗？人在体重计上突然下蹲的一瞬间，指针如何摆呢？有同学说指针所指示数要变小，是不是体重变轻了呢？有同学说指针所指示数变大，是不是体重变重了呢？（回答不是）。
指针的摆动又是什么原因呢？今天我们学习第7节，超重与失重。
学习这节内容的方法是，同学们阅读：“超生和失重“的教材在阅读的基础上，议论回答本节课提出的三个问题，从而完成我们这节课的学习任务。
新课投影1、体重计指针所指的示数是哪个力？它和重力的大小有何关系？2、什么叫超重、失重、完全失重？3、物体在超重、失重、完全失重时受的重力有何变化？（在议论的基础上，找同学回答）。
教师：下面我们请一位同学回答第一个问题。
学生：体重计指针所指示数是人对体重计的压力F’。
教师：为什么人在体重计上静止时指针所指示数是人的体重？学生：人对体重计的压力F’和体重计对人的支持力Ｆ是作用力和反作用力，大小总是相等的。
人受的重力和支持力是一对平衡力，所以F=G，则F’=F =G。
教师：人受到的支持力F和重力G是否总是大小相等的？学生：不是总相等。
它和人的运动状态有关。
教师：为研究方便，我们把人和体重计设在升降机里，则人随升降机的运动状态可能是A=0的运动即静止或匀速上升，匀速下降；可能是A向上的运动即加速上升或减速下降；可能是A向下运动，即加速下降或减速上升。
4.6 超重和失重1、使学生知道何为视重、实重2、使学生知道超重、失重、完全失重的本质3、使学生在实际问题中会分析超重、失重、完全失重现象重点：超重、失重、完全失重的本质难点：在实际问题中会分析超重、失重、完全失重现象。
【自主学习】一、视重与实重1、实重：即物体的实际的大小视重：眼睛看到的各种秤的读数，即视重是指支持物对物体的力（或悬挂物对物体的力），是可以读出来的。
2、如右图当装置处于平衡态，则N G ，视重实重当装置具有竖直向上的加速度，则N G ，视重实重当装置具有竖直向下的加速度，则N G ，视重实重当装置竖直向下的加速度a = g时，则N = ，此时视重为。
二、超重与失重1、超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 于物体所受到的重力的情况称为超重现象。
超重的本质是物体具有的加速度。
2、失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 于物体所受到的重力的情况称为失重现象。
失重的本质是物体具有的加速度。
3、完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为的情况称为完全失重现象。
完全失重的本质是物体具有的加速度，且加速度大小a =4、注意：（1）超重和失重是一种。
（2）视重是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力），是可以改变的。
（3）物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。
（4）超重还是失重由决定，与方向无关。
三、超重和失重现象的应用超重和失重现象的应用（一）生活中的超重失重：一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G，当此人突然下蹲时，磅秤的读数（）A 先大于G，后小于G B先小于G，后大于GC 大于GD 小于G超重和失重现象的应用（二）人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。
所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。
航天飞机中的人和物都处于状态。
思：发射时的情况？在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物体的重力，无法用天平测量物体的质量但仍能测量拉力或压力的大小。
高中物理失重问题解析教案
教学目标：
1. 理解失重的概念及其在物理学中的应用；
2. 掌握失重问题的解析方法；
3. 能够应用失重问题解析方法解决实际问题。
教学内容：
1. 失重的概念及失重时物体受力情况；
2. 失重问题的解析方法；
3. 实际案例分析。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过引导学生回忆物体受力平衡问题，引出失重问题，并引导学生思考失重时物体受力情况。
二、讲解失重问题（15分钟）
1. 讲解失重的概念及失重时物体受力情况；
2. 讲解失重问题的解析方法，包括通过平衡条件、自由体图等方法进行分析。
三、示例分析（20分钟）
教师通过几个实际案例来演示失重问题的解析方法，引导学生跟随思路进行分析解答。
四、练习与实践（15分钟）
1. 学生自行解答几道失重问题，并交流讨论解答方法；
2. 学生分组进行一些实际案例的解析练习。
五、总结与作业布置（5分钟）
1. 教师总结失重问题的解析方法，强调学生应掌握的重点；
2. 布置相关作业，巩固学生的学习成果。
教学资源：
1. 教材、课件等基础教学资源；
2. 实际案例、练习题等辅助教学资源。
教学评估：
1. 课堂学生参与度；
2. 学生练习与作业情况；
3. 学生通过实际案例分析的表现。
教学反思：
教师应根据学生的学习情况，灵活调整教学计划，注重引导学生理解并掌握失重问题的解析方法，提高学生的解析能力与实践能力。
《超重和失重》教学设计一、教材分析超重和失重一节课是高中物理必修一（沪科版）第五章第五节的内容，本节课是牛顿运动定律和受力分析的综合应用。
超重和失重也是生活和航天中常见的现象。
二、教法与学法本节课拟采用经历观看课件、实验探究、讨论交流的过程的方法。
教师边演示、边导控，学生边观察、边思考，并通过学生亲自动手实验来归纳总结，最大限度地调动学生积极参与教学活动，充分体现“教师主导，学生主体”的教学原则，强化了教学重点，化解了教学难点。
本节课充分采用课件演示，抽象思维形象化，变化迅速的过程放慢，易于观察，动态变化过程形象化，使学生一目了然，激发了学习兴趣，提高了课堂效率。
在实现教学目标的过程中，遵循从感性到理性，从简单到复杂的原则，以符合高中学生的认知规律。
三、学情分析从心理上讲，高中生具有以下特点：1、学习有较明显的自觉性。
2、有稳定的学习动机。
3、有明显倾向的兴趣。
4、有一定的学习能力。
5、有一定的自制力。
6、有明显的独立意味。
在学习本节内容前，学生已经学习了牛顿运动定律、受力分析、弹簧秤的使用等知识，具备一定的分析问题和解决问题的能力，只要教师引导得当，学生很容易接受本节内容。
四、教学目标1.知识与技能:(1)知道什么是超重现象、失重现象和完全失重现象。
(2)理解产生超重现象和失重现象的原因。
(3)培养学生运用物理规律抽象生活实际问题的建模能力。
(4)培养学生自主学习的能力和进行总结归纳的能力。
2.过程与方法:(1)经历观看课件、实验探究、讨论交流的过程，观察并体验超重和失重现象。
(2)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，进一步学会运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
3.情感、态度与价值观:(1)通过探究性学习活动，体会到牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，获得探究的成就感。
(2)通过运用超重和失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律是有价值的。
超重和失重一、超重、失重和完全失重1．超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象． 2．失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象．3．完全失重现象：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，这种情况是失重现象中的极限，称为完全失重现象． 4．超重和失重的解释如图1所示，质量为m 的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列运动时，试比较体重计的示数(即人对体重计的压力F N ′，等于人受的支持力F N )与重力mg 的关系．图1(1)当升降机匀速上升或匀速下降时，由二力平衡得F N ＝mg ，故示数F N ′＝mg .(2)当升降机以加速度a 加速上升或减速下降时，由牛顿第二定律列方程：F N －mg ＝ma 得：F N ＝m (g ＋a )，故示数F N ′>mg ，即超重了．(3)当升降机以加速度a 加速下降或减速上升时，同理可得：F N ＝m (g －a )，故示数F N ′<mg ，即失重了；当a ＝g 时，示数F N ′＝0，即完全失重．二、力学单位1．单位制：由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制．(1)基本单位是可以任意选定的．(2)导出单位是由定义方程式与比例系数确定的．2．国际单位制中的力学单位(1)基本单位长度单位——米(m)、质量单位——千克(kg)和时间单位——秒(s)．(2)常见的导出单位速度的单位为米/秒(m/s)，加速度的单位为米/秒2(m/s2)，力的单位为牛即千克·米/秒2(1 N＝1 kg·m/s2)．1．判断下列说法的正误．(1)超重就是物体受到的重力增加了．()(2)物体处于完全失重时，物体的重力就消失了．()(3)物体处于超重时，物体一定在上升．()(4)物体处于失重时，物体可能在上升．()(5)物体做竖直上抛运动时，处于超重状态．()2．现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空．A．密度B．米/秒C．牛顿D．加速度E．质量F．秒G．厘米H．长度I．时间J．千克(1)属于物理量的有．(2)在国际单位制中，被选定的基本量有．(3)国际单位制中的基本单位有，属于导出单位的有．(均选填字母的代号).一、超重和失重如图2所示，某人乘坐电梯正在向上运动．图2(1)电梯启动瞬间加速度方向向哪儿？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方向向哪儿？人受到的支持力比其重力大还是小？1．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到的拉力或台秤所受到的压力．当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了．2．超重、失重的比较3.对超重、失重的理解(1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关．(2)发生超重和失重现象时，物体所受的重力并没有变化．(3)发生完全失重现象时，与重力有关的一切现象都将消失．比如物体对支持物无压力、摆钟将停止摆动……，靠重力使用的仪器不能再使用(如天平)．例1(多选)如图3所示，电梯的顶部竖直悬挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为6 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)()图3A．电梯可能向上做加速运动，加速度大小为4 m/s2B．电梯可能向下做加速运动，加速度大小为4 m/s2C．电梯可能向上做减速运动，加速度大小为4 m/s2D．电梯可能向下做减速运动，加速度大小为4 m/s2针对训练12016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图4所示．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是()图4A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力D．火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，宇航员处于失重状态判断超重、失重状态的方法1．从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．2．从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态．3．从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态．例2在电梯中，把一物体置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图5所示．试由此图回答问题：(g取10 m/s2)图5(1)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？(2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？二、单位制的理解如图6，某运动员的速度可以达到10 m/s，某人骑助力车的速度为35 km/h.图6(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度与助力车的速度的大小关系？(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？国际单位制(1)组成：国际单位制是由7个基本单位、2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成．(2)国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位说明：(1)厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位．(2)米每秒(m/s)、牛顿(N)、焦耳(J)是国际单位制中的导出单位，而千米每小时(km/h)、厘米每秒(cm/s)、千瓦(kW)不是国际单位制中的导出单位．例3(多选)关于国际单位制，下列说法中正确的是()A．在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，力的单位是牛(N)B．在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位的基本单位C．各物理量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位D．千克·米/秒2、米/秒都属于国际单位三、单位制的应用1．单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算更简便．2．推导物理量的单位根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位．3．单位制可检查物理量关系式的正误根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．4．判断比例系数的单位根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式F ＝kx 中k 的单位为N/m ，f ＝μF N 中μ无单位，F ＝kma 中k 无单位．例4 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v ＝120 km/h ，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t ＝0.50 s ，刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离s 至少为多少？重力加速度g 取10 m/s 2.1．在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在数字后面写上对应的单位即可．2．习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位表示的． 针对训练2 一物体在2 N 的外力作用下，产生10 cm/s 2的加速度，求该物体的质量．下列几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是( ) A ．m ＝F a ＝210kg ＝0.2 kgB ．m ＝F a ＝ 2 N 0.1 m/s 2＝20 kg·m/s 2m/s 2＝20 kgC ．m ＝F a ＝20.1 kg ＝20 kgD ．m ＝F a ＝20.1 kg ＝20 kg1.(超重和失重问题的分析)如图7所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v－t图象，则()图7A．物体在0～2 s处于失重状态B．物体在2～8 s处于超重状态C．物体在8～10 s处于失重状态D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态2．(单位制的应用)雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即f＝kS v2，则比例系数k的单位是()A．kg/m4B．kg/m3C．kg/m2D．kg/m3．(对单位制的理解)(多选)关于力学单位制，下列说法正确的是()A．kg、m/s、N是导出单位B．kg、m、s是基本单位C．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是gD．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma4.(超重、失重和完全失重的有关计算)质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图8所示．重力加速度g 取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数(单位符号用N来表达)．图8(1)匀速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降．一、选择题考点一超重和失重1．关于超重和失重，下列说法正确的是()A．物体处于失重状态时，物体一定在下降B．物体处于超重状态时，物体可能在上升C．物体处于完全失重状态时，地球对它的引力就消失了D．物体处于完全失重状态时，它所受到的合外力为零2.某跳水运动员在3 m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1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()图1A．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，人先超重后失重D．人在C点具有最大速度3．下列关于超重和失重的说法中正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态4.如图2所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，当电梯在竖直方向运行时，电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时弹簧的伸长量变大了，这一现象表明( )图2A ．电梯一定处于加速上升阶段B ．电梯的速度方向一定向下C ．乘客一定处在超重状态D ．电梯的加速度方向可能向下5．一质量为m 的人站在竖直方向运行的电梯中，电梯减速上升，加速度大小为13g ，g 为重力加速度．人对电梯底部的压力为( )A.23mg B ．2mg C ．mg D.43mg 6.如图3所示，A 、B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )图3A ．在上升和下降过程中A 对B 的压力一定为零 B ．上升过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力C ．下降过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力D ．在上升和下降过程中A 对B 的压力等于A 物体受到的重力7．(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一重力为20 N 的物块，如图4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( )图4A ．从时刻t 1到t 2，物块处于失重状态B ．从时刻t 3到t 4，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8.若货物随升降机运动的v－t图象如图5所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F随时间t变化的图象可能是()图5考点二单位制9．下列各组属于国际单位制的基本单位的是()A．质量、长度、时间B．力、时间、位移C．千克、米、秒D．牛顿、克、米10．关于物理量和物理量的单位，下列说法中正确的是()A．在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量B．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位C．1 N＝1 kg·m·s－2D．“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位11．在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动一段距离l，则这个力对物体做的功是W ＝Fl，我们还学过，功的单位是焦耳(J)，由功的公式和牛顿第二定律F＝ma可知，焦耳(J)与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系是()A．1 J＝1 kg·m/s2B．1 J＝1 kg·m/sC．1 J＝1 kg·m2/s2D．1 J＝1 kg·m2/s12．(多选)用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是()A．s＝at(s为位移、a为加速度、t为时间)B．a＝μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)C．F＝m vR(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)D ．v ＝gR (v 为速度、R 为半径、g 为重力加速度)13．现代的物理学中加速度的定义式为a ＝v －v 0t ，而历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”)，该运动中的“另类加速度”定义为A ＝v －v 0s ，其中v 0和v 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度．A ＞0表示物体做加速运动，A ＜0表示物体做减速运动．根据力学单位制，“另类加速度”A 的国际单位应为( ) A ．m/s 2 B ．m 2/s 2 C ．m －1 D ．s －1 二、非选择题14．质量为10 g 的子弹，以300 m/s 的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出木板时的速度是200 m/s.若木板厚度为10 cm ，求子弹对木板的平均作用力大小． 小明同学的做法如下： 由运动学公式v 2－v 02＝2as 得a ＝v 2－v 022s ＝2002－30022×10 m/s 2＝－2.5×103 m/s 2由牛顿第二定律知F ＝ma ＝10×(－2.5×103) N ＝－2.5×104 N你同意他的解法吗？若不同意，请给出正确的解答．15．小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图6所示，g取10 m/s2.求：图6(1)小明在0～2 s内加速度a1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态；(2)在10～11 s内，台秤的示数F3；(3)小明运动的总位移大小s.1．在做“探究加速度与力、质量的定量关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F的数据如表所示.(1)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a－F图象．图1(2)图象斜率的物理意义是________________________________________________________．(3)小车和砝码的总质量为________ kg.(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是_____________________________________．2.某实验小组欲以如图2所示实验装置“探究加速度与力、质量的定量关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车A的质量为m1，小盘(及砝码)B的质量为m2.图2(1)下列说法正确的是________．A．实验时先放开小车，再启动计时器B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D．在用图象探究小车加速度与力的定量关系时，应作a－m1图象(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图3所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v F＝________，小车加速度的计算式a＝________.图3(3)某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的关系图象如图4所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g＝10 m/s2，则小车的质量为________ kg，小盘的质量为________ kg.图4(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s2.3．某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿第二定律”：①如图5甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，将滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．②如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，打出的纸带如图丙所示，A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点．图5(1)图乙中滑块下滑的加速度为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑时受到的合力大小为________．(3)某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力F，由实验数据作出的a－F图象如图6所示，则滑块的质量为________ kg.(结果保留两位有效数字)图64．某实验小组设计了如图7甲所示的实验装置“研究加速度和力的定量关系”．实验装置主要部件为位移传感器的发射器和接收器，分别固定在轨道右端和小车上；通过传感器测定两者间位移变化，从而测出小车的加速度．图7(1)在该实验中采用的方法是________．保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，用传感器测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．该实验小组在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示，可知在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的图线是________(选填“①”或“②”)．(2)随着钩码的数量逐渐增多，图乙中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________．A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大5．某实验小组利用如图8所示的装置“探究加速度与力、质量的定量关系”．图8(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再启动计时器D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)图9(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)6．图10甲为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与力的定量关系”的实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距l＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．图10(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上；②平衡摩擦力，让小车做________运动；③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线的拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v A、v B；⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v2B－v2A是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________.请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字).(3)根据表中数据，在图乙中的坐标纸上作出a－F关系图线．(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成偏差的原因是________________________________________________________________________．。
应对市爱护阳光实验学校高一物理超重、失重和完全失重【本讲信息】 一. 教学内容：超重、失重和完全失重 二. 教学目标1. 知道什么是超重、失重和完全失重现象。
2. 理解在什么条件下会产生超重和失重现象。
3. 会分析、解决超重和失重问题。
4. 知道平安运行距离。
5. 知道反距离和制动距离。
6. 知道平安带和平安气囊的作用。
三. 教学过程 1. 实重与视重〔1〕实重：物体实际所受的重力，物体所受的重力不会因物体运动状态的改变而变化。
〔2〕视重：当物体在竖直方向有加速度时〔即0a y 〕，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。
说明：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再于实重，所以我们用弹簧测力计测物体重力时，强调在静止或匀速运动状态下进行。
2. 超重和失重现象〔1〕超重现象：当支持物存在向上的加速度时，物体对支持物的压力〔或对悬挂物的拉力〕大于物体本身重力的现象称为超重现象。
假设支持物或悬挂物为测力计，那么超重时“视重〞大于实重，超出的为ma ，此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。
〔2〕失重现象：当支持物存在向下的加速度时，物体对支持力的压力〔或对悬挂物的拉力〕小于物体本身重力的现象称为失重现象。
失重时“视重〞小于实重，失去的为ma ，此时物体可做向上减速运动或向下加速运动。
在失重现象中，物体对支持物体的压力〔或对悬挂物的拉力〕于零的状态称为完全失重状态。
此时“视重〞于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g 。
〔3〕超重与失重的原因 ①超重在升降机中的机板的测力计上挂有一质量为m 的物体，整个升降机系统有向上的加速度a ，那么物体对升降机测力计的压力是否还于自身的重力？压力如何求呢？物体受到重力和支持力，如图1所示，由牛顿第二律，得 图1ma mg F N =-，∴()mg a g m F N >+=。
由牛顿第三律，物体受到支持力和物体对测力计的压力大小相。
6超重和失重[学习目标] 1.知道重力测量的两种方法.2.知道什么是视重.3.知道什么是超重和失重现象. 4.会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题．一、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质量m，利用牛顿第二定律可得G＝mg.2．方法二：利用力的平衡条件将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小．二、超重和失重1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力．2．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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．3．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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．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)等于零的状态．(2)产生条件：a＝g，方向竖直向下．1．判断下列说法的正误．(1)超重就是物体受到的重力增加了．(×)(2)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了．(×)(3)物体处于超重状态时，物体一定在上升．(×)(4)物体处于失重状态时，物体可能在上升．(√)2．质量为50 kg的人站在电梯内的水平地板上，当电梯以大小为0.5 m/s2的加速度匀减速上升时，人对电梯地板的压力大小为________ N(g取10 m/s2)．答案475一、超重和失重的判断导学探究如图1所示，某人乘坐电梯正在向上运动．图1(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？答案(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．知识深化1．对视重的理解当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，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．当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了．2．超重、失重的比较2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图2所示．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是()图2A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力D．在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了答案A解析火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，选项A正确，C错误；飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，选项B错误；宇航员处于完全失重状态时，仍然受重力，选项D错误．发生超重或失重现象只取决于加速度的方向，与物体的速度方向、大小均无关.(2019·枣庄三中高一上月考)某同学站在电梯底板上，如图3所示的v－t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)．根据图像提供的信息，可以判断下列说法正确的是()图3A．在0～20 s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态B．在0～5 s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态C．在5～10 s内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力D．在10～20 s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态答案D解析在v－t图像中，图像的斜率表示加速度，故0～5 s内斜率为正，加速度为正，方向竖直向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5～10 s过程中，电梯匀速运动，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于平衡状态；10～20 s过程中，斜率为负，加速度竖直向下，速度为正，即电梯向上做减速运动，处于失重状态，D正确．如图4所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()图4A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力答案A解析A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A选项正确．1．完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、摆钟停止摆动、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平、液体压强计等)．2．完全失重时重力本身并没有变化．二、超重、失重的有关计算(多选)(2019·石家庄市高一上期末)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下列说法中正确的是()A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2答案BC解析小明的质量为50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯处于失重状态，有向下的加速度，运动情况可能为：向下加速或向上减速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为a ＝mg －F N m ＝50×10－45×1050m /s 2＝1 m/s 2，故B 、C 正确，A 、D 错误． 针对训练 质量是60 kg 的人站在升降机中的体重计上，如图5所示，重力加速度g 取10 m/s 2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数．图5(1)匀速上升；(2)以4 m/s 2的加速度加速上升；(3)以5 m/s 2的加速度加速下降．答案 (1)600 N (2)840 N (3)300 N解析 (1)当升降机匀速上升时，由平衡条件得：F N1＝mg ＝600 N ，由牛顿第三定律得，人对体重计压力为600 N ，即体重计示数为600 N.(2)当升降机以a 1＝4 m/s 2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得：F N2－mg ＝ma 1， 则F N2＝mg ＋ma 1＝840 N由牛顿第三定律得，人对体重计的压力为840 N ，即体重计示数为840 N.(3)当升降机以a 2＝5 m/s 2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得：mg －F N3＝ma 2， 则F N3＝mg －ma 2＝300 N ，由牛顿第三定律得，人对体重计的压力为300 N ，即体重计示数为300 N.三、超重、失重的综合应用1．若加速度方向向上(或斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(或斜向下)，物体处于失重状态．2．若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态．如图6所示，质量为M 的斜面体始终处于静止状态，当质量为m 的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有( )图6A．地面对斜面体的支持力大于(M＋m)gB．地面对斜面体的支持力等于(M＋m)gC．地面对斜面体的支持力小于(M＋m)gD．由于不知a的具体数值，无法计算地面对斜面体的支持力的大小答案C解析对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力．1．(超重、失重的理解和判断)下列对超重现象的认识正确的是()A．处在加速上升的电梯中的人感觉脚掌受到的力比静止时大，说明人受到的重力增大了B．处在匀速上升的电梯中的人处于超重状态C．物体在水中受浮力，悬浮在水中处于失重状态D．人在竖直方向上的绳子牵引下向上加速运动时处于超重状态答案D2．(超重和失重的判断)如图7甲所示是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的部分示意图．如图乙所示是根据传感器画出的力—时间图像，其中力的单位是N，时间的单位是s.两图中的点均对应，取重力加速度g＝10 m/s2.请根据这两个图所给出的信息，判断下列选项正确的是()图7A．此人的质量约为60 kgB．此人从站立到蹲下的过程对应乙图中1到6的过程C．此人在状态2时处于超重状态D．此人向上的最大加速度大约为1.9g答案D解析根据题图乙中图线的1点，由平衡条件得此人的质量约为70 kg，故选项A错误；同理根据图线可判断，此人从站立到蹲下的过程中先失重后超重，对应题图乙中1到4的过程，故选项B错误；由题图乙知，人在状态2时传感器对人的支持力小于人自身的重力，处于失重状态，选项C 错误；根据图线和牛顿第二定律，可得此人向上的最大加速度为a ＝F max －mg m≈1.9g ，所以选项D 正确．3．(超重和失重的判断)(多选)(2019·辽宁实验中学等五校高一上学期期末)某地一观光塔总高度达600 m ，游客乘坐观光电梯大约1 min 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 图像如图8所示．则下列说法正确的是( )图8A ．t ＝4.5 s 时，电梯处于超重状态B ．5～55 s 时间内，绳索拉力最小C ．t ＝59.5 s 时，电梯处于超重状态D ．t ＝60 s 时，电梯速度恰好为0答案 AD4．(超重、失重的有关计算)某人在地面上最多能举起60 kg 的重物，要使此人在升降机中最多能举起100 kg 的重物，已知重力加速度g 取10 m/s 2，则下列说法可能正确的是( )A ．升降机正加速上升，加速度大小为4 m/s 2B ．升降机正加速下降，加速度大小为4 m/s 2C ．升降机正减速下降，加速度大小为4 m/s 2D ．升降机正减速上升，加速度大小为6 m/s 2答案 B解析 某人在地面上最多能举起60 kg 的物体，则知此人的最大举力为F ＝mg ＝60×10 N ＝600 N ．在升降机中，对重物根据牛顿第二定律有m ′g －F ＝m ′a ，解得a ＝g －F m ′＝(10－600100) m /s 2＝4 m/s 2，方向竖直向下，故升降机应减速上升或加速下降，加速度大小为4 m/s 2.考点一 超重和失重的分析和判断1．下列关于超重和失重的说法正确的是( )A．物体处于超重状态时，其重力增加了B．物体处于完全失重状态时，其重力为零C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化答案D2．(多选)(2019·灵璧一中期中)下列有关超重与失重的说法正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态D．不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变答案BD解析体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时单杠对运动员的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下降过程中都有方向竖直向下的加速度，都处于失重状态，B正确；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内地面对运动员和杠铃的支持力等于运动员和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变，D正确．3．一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图1所示，以竖直向上为a的正方向，则人对电梯地板的压力()图1A．t＝2 s时最小B．t＝2 s时最大C．t＝6 s时最小D．t＝8.5 s时最大答案B解析加速度向上时人处于超重状态，根据牛顿第二定律得F N－mg＝ma，支持力F N＝m(g ＋a)，则人对电梯地板的压力F N′＝F N＝m(g＋a)，t＝2 s时压力最大，同理，t＝8.5 s时压力最小，选项B正确，A、C、D错误．4.如图2所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是()图2A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力答案A解析降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：F T－mg＝ma，即F T＝mg＋ma>mg，故D错误．5.(2019·长安一中高一上学期期末)如图3所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，当电梯在竖直方向运行时，电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时变大了，这一现象表明()图3A．电梯一定处于加速上升阶段B．电梯的速度方向一定向下C．乘客一定处在超重状态D．电梯的加速度方向可能向下答案C考点二超重、失重的有关计算6．(多选)在升降机中，一个人站在体重计上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是()A．升降机可能以大小为0.8g的加速度加速上升B．升降机可能以大小为0.2g的加速度加速下降C．升降机可能以大小为0.2g的加速度减速上升D．升降机可能以大小为0.8g的加速度减速下降答案BC解析若a＝0.8g，方向竖直向上，根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，得F＝1.8mg，其中F为人的视重，人的视重比实际重力大F －mg mg×100%＝80%，A 、D 错误；若a ＝0.2g ，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有mg －F ′＝ma ，得F ′＝0.8mg ，人的视重比实际重力小mg －F ′mg×100%＝20%，B 、C 正确．7.(2019·福建八县市高一上学期期末联考)如图4所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M ＝1.5 kg ，货物的质量m ＝1 kg ，无人机与货物间通过轻绳相连．无人机以恒定动力F ＝30 N 使货物从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g ＝10 m/s 2.则( )图4A ．货物加速上升时货物处于失重状态B ．货物加速上升时的加速度a ＝20 m/s 2C ．货物加速上升时轻绳上的拉力F T ＝10 ND ．货物加速上升时轻绳上的拉力F T ＝12 N答案 D8.某跳水运动员在3 m 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5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( )图5A ．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C 点具有最大速度答案 C解析 在B 点，重力等于弹力，在C 点速度为零，弹力大于重力，所以从C 到B 过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C 到B 过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B 到A 过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故C正确．9.(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．现将体重计移至电梯内称重，t0至t3时间段内，体重计的示数如图6所示，取电梯向上运动的方向为正，则电梯运行的v－t图像可能是下图中的()图6答案AD解析从题图中可以看出，t0～t1时间内，人的视重小于其重力，具有向下的加速度；t1～t2时间内，视重正好等于其重力，处于平衡状态；t2～t3时间内，视重大于其重力，具有向上的加速度，根据题中所设的正方向可知，电梯运行的v－t图像可能是A、D.10.(多选)(2019·天水一中高一第一学期期末)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，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图7所示．当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，下列说法正确的是()图7A．乘客受重力、支持力两个力的作用B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用C．乘客处于超重状态D．乘客受到的摩擦力的方向水平向左答案BD11．(2019·泰安市高一上期末)如图8所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲－起立的动作时记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为N)，横坐标为时间(单位为s)．由图线可知，该同学的体重约为650 N，除此之外，还可以得到的信息是()图8A．该同学做了两次下蹲－起立的动作B．该同学做了一次下蹲－起立的动作C．下蹲过程中人处于失重状态D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态答案B解析人在下蹲时，先向下加速后减速，先失重后超重；起立时，先向上加速后减速，先超重后失重．故由图线可知，在2～8 s时间内该同学做了一次下蹲－起立的动作，选项A、C、D错误，B正确．12.若货物随升降机运动的v－t图像如图9所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F随时间t变化的图像可能是()图9答案B解析将整个运动过程分解为六个阶段．第一阶段货物先向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg；第二阶段货物做匀速直线运动，F＝mg；第三阶段货物向下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma>mg；第四阶段货物向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma>mg；第五阶段货物做匀速直线运动，F＝mg；第六阶段货物向上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg.故B正确，A、C、D错误．13．(多选)(2019·绵阳市高一上期末)小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t ＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图10所示，g取10 m/s2.下列说法正确的是()图10A ．在0～2 s 内，小明处于超重状态B ．在0～2 s 内，小明加速度大小为1 m/s 2C ．在10～11 s 内，台秤示数为F 3＝600 ND ．在0～11 s 内，电梯通过的距离为18 m答案 BC解析 由题图可知，在0～2 s 内，台秤对小明的支持力为F 1＝450 N ，由牛顿第二定律有mg －F 1＝ma 1，解得a 1＝1 m /s 2，加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态，故A 错误，B 正确；设在10～11 s 内小明的加速度为a 3，时间为t 3＝1 s,0～2 s 的时间为t 1＝2 s ，则a 1t 1＝a 3t 3，解得a 3＝2 m/s 2，由牛顿第二定律有F 3－mg ＝ma 3，解得F 3＝600 N ，故C 正确；0～2 s 内位移x 1＝12a 1t 12＝2 m,2～10 s 内位移x 2＝v 匀t 2＝a 1t 1t 2＝16 m,10～11 s 内位移x 3＝12a 3t 32＝1 m ，小明运动的总位移x ＝x 1＋x 2＋x 3＝19 m ，故D 错误．14.如图11所示，倾斜索道与水平线的夹角θ＝37°，若载人车厢沿索道向上的加速度为5 m /s 2，人的质量为50 kg ，且人相对车厢静止．g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：图11(1)人对车厢的压力大小；(2)人受到摩擦力的大小．答案 (1)650 N (2)200 N解析 (1)由于车厢和人有沿索道向上的加速度，此加速度具有竖直向上的分量，所以人处于超重状态．由F N －mg ＝ma sin 37°，则F N ＝m (g ＋a sin 37°)＝50×(10＋5×0.6) N ＝650 N.由牛顿第三定律得，人对车厢压力大小为650 N.(2)F f ＝ma cos 37°＝200 N.15．(2019·天津一中高一上期末)“蹦极”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目．人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上)，用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧．设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹．已知某“勇敢者”头戴重为45 N 的安全帽，开始下落时的高度为75 m ，设计的系统使人落到离水面30 m 时，弹性绳才绷紧．不计空气阻力，则：(取g ＝10 m/s 2)(1)当他落到离水面50 m 位置时戴着的安全帽对人的头顶的弹力为多少？(2)当他落到离水面20 m 的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？答案 (1)0 (2)112.5 N解析 (1)人在离水面50 m 位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态，对安全帽，mg －F ＝ma ，对整体，a ＝g所以F ＝0，由牛顿第三定律可知，安全帽对人头顶的弹力为0.(2)人下落到离水面30 m 处时，已经自由下落h 1＝75 m －30 m ＝45 m ，此时v 1＝2gh 1＝30 m/s ，匀减速运动距离为h 2＝30 m ，设人做匀减速运动的加速度为a ，由0－v 12＝2ah 2得a ＝－15 m/s 2，安全帽的质量为m ＝G g＝4.5 kg. 对安全帽，由牛顿第二定律可得：mg －F ′＝ma ，解得：F ′＝112.5 N.故在离水面20 m 的位置时，其颈部要用112.5 N 的力才能拉住安全帽．。
高一物理失重的知识点梳理
高一物理失重的知识点梳理
(1)定义：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力小于物体所受的重力的现象
(2)产生条件：具有竖直向下的加速度(a向下)
35.完全失重：
(1)定义：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力等于零的状态
(2)产生条件：a=g，方向竖直向下
36.超重、失重对应的运动状态
37.处理超重、失重问题的一般步骤
确定研究对象受力分析和运动情况分析确定加速度方向根据F=ma求解
38. 验证力时的平行四边形定则
(1)实验步骤：
1.把橡皮条的一端固定在板上的A点。
2.用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点(如图)
3.用铅笔记下O点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数。
4.在纸上按一定的标度作出两个力F1、F2的图示，用平行四边形定则求出合力F(理论上的合力)。
5.只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样的标度作力F′(实际的合力)的.图示，比较F′与F大小(长度)是否相等，方向是否相同。
6.改变F1和F2的夹角和大小，再做两次
(2)注意事项
○1使用弹簧秤之前应检查指针是否在零刻度线上，在实验时，橡皮条、细绳和弹簧秤应在同一平面内，并与纸面平行.
○2同一次实验时，两次拉橡皮条都要使橡皮条的结点拉到同样的
位置O点(保证效果一样).
○3拉橡皮条的细线要尽量长些，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点到O点的距离尽量远些。
○4不要把F和F/混淆(实际的合力与橡皮条共线)。
牛顿运动定律的综合应用知识点1 超重和失重1.实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。
(2)视重：①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。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2．超重、失重和完全失重的比较(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。
在发生这些现象时，物体的重力依然存在，大小保持不变，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。
(2)不管物体的加速度是不是竖直方向，只要加速度在竖直方向上有分量，物体就会超重或失重状态。
(3)物体处于超重或失重状态，与物体速度方向无关。
(4)完全失重的时候，物体并不处于受力平衡。
(5)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如水银气压计，托盘天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
3．判断超重和失重的方法(1)从受力的角度判断当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重。
1．减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。
()2．根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。
()3．物体处于超重或失重状态，由加速度方向决定，与速度方向无关。
()思考：为什么宇航员在太空中处于完全失重的状态能够漂浮在太空舱里，而地面上完全失重的物体（如随电梯自由下落的人）只能自由落体运动呢？例1. 如图，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)，下列正确的是()A．在上升和下降过程A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力小于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力例2. (多选)用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动。
人教版物理必修第一册第四章第6节教学设计第4章运动和力的关系第6节超重和失重目录一、学习任务二、新知探究（一）梳理要点（二）启发思考（三）深化提升三、课堂小结第4章运动和力的关系第6节超重和失重一、学习任务1．知道超重、失重和完全失重现象及其产生条件。
2．会应用牛顿第二定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质。
3．了解超重和失重现象在各个领域的应用，解释生活中的超重和失重现象。
二、新知探究知识点一：超重和失重现象（一）梳理要点1．重力的测量方法一：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，利用牛顿第二定律得：G＝mg。
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，这时测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
2．超重和失重(1)视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。
(2)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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
(3)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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
(4)完全失重①定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的状态。
②产生条件：a＝g，方向竖直向下。
（二）启发思考在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。
下楼时，在电梯里，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。
问题1 电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？提示：竖直向上，超重。
问题2 电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？提示：竖直向下，失重。
完全失重教学设计1.了解什么是失重状态以及它的特点；2.了解失重对人体的影响；3.掌握在失重状态下的基本动作和技巧；4.培养学生探索和创新精神。
教学内容：什么是失重状态？失重状态是指物体在微重力或零重力环境中，不受地球重力束缚所产生的状态。
在地球上实现失重状态可通过在太空中或水中实施特定的设备和技术。
在失重状态下，人们可以感受到对身体的加强和改变，从而产生各种变化。
失重对人体的影响：1.无重力环境中，人体的骨骼负荷会减轻，骨密度逐渐下降，导致骨质疏松症。
因此，失重状态下进行骨质密度训练非常重要。
2.失重状态对人体心血管系统会产生一定的影响，血液流速变慢，心脏负荷减轻。
因此，在失重状态下适当进行心血管训练有助于提升心血管功能。
3.失重状态下人体的肌肉活动减少，肌肉力量下降。
因此，失重状态下进行肌肉力量训练和维持肌肉状态非常重要。
教学步骤：1.导入：通过图片、视频等多媒体教具介绍失重状态的概念和特点，引发学生兴趣和好奇心。
2.讲解失重对人体的影响：向学生介绍失重对骨骼、心血管系统和肌肉的影响，并引导学生思考为什么这些影响会发生。
3.进行基本动作和技巧训练：在教室内设置特殊设备，模拟失重状态。
教师指导学生进行失重动作和技巧的训练，如漂浮、悬空行走等。
同时，教师指导学生注意身体稳定和平衡。
4.发展学生创新意识：鼓励学生尝试利用失重状态下的优势进行创新探究。
可以引导学生进行小组讨论，提出想法，并设计实验来验证他们的观点。
例如，设计一个在失重状态下种植植物的实验或者设计一个失重状态下的体育项目。
5.总结：通过课堂讨论和总结，复习失重状态对人体的影响以及在失重状态下进行的动作和技巧训练。
鼓励学生思考失重状态对未来科技和生活的影响。
教学评估：1.观察学生在失重状态下的动作表现，评价其动作的正确性和稳定性；2.让学生在课后写一篇关于失重状态下自己感受和认识的小论文，作为个人评估的依据；3.学生小组呈现他们的创新探究成果，互相交流和评价。
高中物理失重教案一、教学目标：1. 了解失重现象的产生原因和影响。
2. 掌握在不同失重状态下物体的运动规律。
3. 能够用物理知识解释航天飞行员在太空中的运动状态。
二、教学重点：1. 失重现象的产生原因和影响。
2. 失重状态下物体的运动规律。
三、教学难点：1. 如何用物理知识解释失重状态下物体的运动。
2. 理解失重状态对航天飞行员的影响。
四、教学准备：1. 失重现象的视频或图片资料。
2. 石英弹簧秤等实验仪器。
3. 相关课件或教材。
五、教学过程：1. 失重现象的引入教师可以通过播放失重现象的视频或图片，引导学生思考“什么是失重？失重现象是如何产生的？”等问题。
2. 失重现象的产生原因通过讲解引力和离心力的作用，解释失重现象的产生原因。
3. 失重状态下的物体运动让学生观察在失重状态下物体的运动情况，探究失重状态下物体的运动规律，并通过实验验证结论。
4. 失重状态对航天飞行员的影响讲解失重状态对航天飞行员的影响，包括肌肉萎缩、血压下降等方面，引导学生了解航天飞行员在太空中的生活状况。
5. 综合讨论让学生结合所学知识，解释为什么在太空中会出现失重状态，以及失重状态对航天飞行员的影响，并进行讨论和总结。
六、作业布置：1. 思考航天飞行员在太空中的生活会有哪些困难？2. 请写一篇文章，阐述失重现象的产生原因和影响。
七、教学反思：通过这节课的教学，学生能够了解失重现象的产生原因和影响，并能够用物理知识解释失重状态下物体的运动规律。
同时，通过讨论和作业，帮助学生深化对失重现象的理解和应用。
完全失重
太阳系内的宇宙飞船(或人造卫星)只受万有引力作用而运动的时候，它的质心相对太阳系质心坐标系这个惯性系的加速度A 不为零，等于宇宙飞船受到的万有引力与质量之比, 即等于飞船所在处的引力场强度.
以宇宙飞船的质心为原点,坐标轴指向某几颗遥远的恒星,这样建立的坐标系称为宇宙飞船质心坐标系. 要在宇宙飞船质心坐标系中,对其中的或附近的质量为m的物体,应用牛顿第二定律,原则上应该引入等于(-mA)的惯性力.由于物体受到的万有引力(mA)跟惯性力(-mA)的矢量和正好为零.因此在宇宙飞船质心坐标系( 坐标轴指向遥远的恒星)中，对宇宙飞船或里面的物体或附近的物体，应用非惯性系牛顿第二定律的时候, 可以同时不考虑惯性力和万有引力.在这个非惯性系中,物体似乎失去了万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象称为完全失重.
完全失重的概念，提示人们只受万有引力作用的物体的质心坐标系具有怎样特殊的性质.
电梯只受万有引力作用的时候,如果试图在电梯质心坐标系(最好定义它的坐标轴指向遥远的恒星,定义它相对地面平动尚可 )中,对电梯或电梯中的物体(以及对电梯外边附近的物体,比如电梯正下方的几米厚的泥土),应用牛顿第二定律, 那么电梯和其中的物体似乎失去了地球和其它天体施加的万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象也称为完全失重.
两块砖头叠在一起,作平抛运动或自由下落的时候,如果试图在砖头质心坐标系中,对每块砖头应用牛顿第二定律,那么砖头似乎失去了万有引力(实际上惯性力正好跟万有引力平衡), 这种现象也称为完全失重.在砖头质心坐标系中,每块砖头都处于静止状态, 受力平衡或不受力；砖头完全失重，相应地，两块砖头之间没有压力作用.
按照以上定义,完全失重概念适用于,只受万有引力而运动的物体的质心坐标系中,对质心附近的物体进行动力学分析.。
完全失重
太阳系内的宇宙飞船(或人造卫星)只受万有引力作用而运动的时候，它的质心相对太阳系质心坐标系这个惯性系的加速度A 不为零，等于宇宙飞船受到的万有引力与质量之比, 即等于飞船所在处的引力场强度.
以宇宙飞船的质心为原点,坐标轴指向某几颗遥远的恒星,这样建立的坐标系称为宇宙飞船质心坐标系. 要在宇宙飞船质心坐标系中,对其中的或附近的质量为m的物体,应用牛顿第二定律,原则上应该引入等于(-mA)的惯性力.由于物体受到的万有引力(mA)跟惯性力(-mA)的矢量和正好为零.因此在宇宙飞船质心坐标系( 坐标轴指向遥远的恒星)中，对宇宙飞船或里面的物体或附近的物体，应用非惯性系牛顿第二定律的时候, 可以同时不考虑惯性力和万有引力.在这个非惯性系中,物体似乎失去了万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象称为完全失重.
完全失重的概念，提示人们只受万有引力作用的物体的质心坐标系具有怎样特殊的性质.
电梯只受万有引力作用的时候,如果试图在电梯质心坐标系(最好定义它的坐标轴指向遥远的恒星,定义它相对地面平动尚可 )中,对电梯或电梯中的物体(以及对电梯外边附近的物体,比如电梯正下方的几米厚的泥土),应用牛顿第二定律, 那么电梯和其中的物体似乎失去了地球和其它天体施加的万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象也称为完全失重.
两块砖头叠在一起,作平抛运动或自由下落的时候,如果试图在砖头质心坐标系中,对每块砖头应用牛顿第二定律,那么砖头似乎失去了万有引力(实际上惯性力正好跟万有引力平衡), 这种现象也称为完全失重.在砖头质心坐标系中,每块砖头都处于静止状态, 受力平衡或不受力；砖头完全失重，相应地，两块砖头之间没有压力作用.
按照以上定义,完全失重概念适用于,只受万有引力而运动的物体的质心坐标系中,对质心附近的物体进行动力学分析.
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