46超重和失重（导学案）（原卷版）高一物理

第6节超重和失重导学案【学习目标】1.结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。【学习重难点】 1．产生超重和失重的条件。（重点）2．会分析解决超重和失重的实际问题。（重点难点）【知识回顾】动力学两类基本问题1.两个分析：(1)分析：逐一分析不同运动特点，找出相邻过程的。(2)分析：逐过程分析物体，注意、弹力可能变化。2.一个桥梁：3.两类问题的解题步骤：【自主预习】1.重力的测量方法一：先测量物体做自由落体运动的，再用测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。方法二：利用对重力进行测量。2.超重和失重(1)超重现象：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)失重现象：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。(3)完全失重现象：物体对支持物(或悬挂物)作用力的现象。物体的重力始终，大小变化。【课堂探究】思考与讨论：站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？（观看视频）一、重力的测量1.重力测量的方法一操作方法：(1)先测量物体做自由落体运动的加速度g；(2)再用天平测量物体的质量；(3)利用牛顿第二定律可得：G＝mg2.重力测量的方法二操作方法：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。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。二、超重和失重思考与讨论：(1)人在体重计上受到几个力的作用？(2)如果人静止在体重计上，这几个力的大小关系是怎样的？(3)人所受的支持力和人给体重计的压力大小什么关系？你的依据什么？（一）视重1.视重：体重计的，反映的是人对体重计的大小。依据：。2.实重：物体的重力大小。3.视重与实重相等的条件：或直线运动。思考与讨论：(1)人站在体重计上向下蹲的过程中，你认为人经历了几个过程或状态？(2)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？（二）静止体重计上的超重和失重1.人向下加速下蹲过程：(1)人加速下蹲过程中受到几个力的作用，请做出受力分析？(2)请根据牛顿第二定律，列出方程，比较所受力的大小，你发现了什么？失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）物体所受重力的现象，叫作失重现象。思考：物体处于失重状态时，物体的重力发生改变了吗？2.人向下减速下蹲过程：(1)人减速下蹲过程中受到几个力的作用，请做出受力分析？(2)请根据牛顿第二定律，列出方程，比较所受力的大小，你发现了什么？超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）物体所受重力的现象，叫作超重现象。思考：物体处于超重状态时，物体的重力发生改变了吗？思考与讨论：人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，请你分析力传感器上的人“下蹲”和“站起”两个过程中超重和失重的情况。思考与讨论：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？（三）电梯里的超重和失重情景一：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀加速上升，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？情景二：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀减速上升，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？情景三：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀减速下降，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？情景四：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀加速下降，(1)人对升降机的压力为多大？(2)人是处于超重还是失重状态？小结：类型v方向a方向现象加速上升向上减速上升向上加速下降向下减速下降向下(1)当加速度方向时，物体发生现象，(2)当加速度方向时，物体发生现象。【例题】设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8m/s2。思考与讨论:当物体处于失重状态，且a＝g时会发生什么现象？物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于的情况称为现象。课堂小结：【自我测评】1．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动。下列说法正确的是（）A．探测器在加速过程中惯性变大B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力2．关于超重和失重的下列说法中，正确的是（）A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动C．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小了D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态3．在阿塞拜疆巴库举行的2021年蹦床世锦赛中，中国选手严浪宇斩获男子网上个人金牌，曹云珠摘得女子网上个人银牌。蹦床模型如图所示，下列关于运动员的描述正确的是（）A．离网下降的过程中一直处于失重 B．离网上升的过程中一直处于超重C．触网下降的过程中一直处于失重 D．触网上升的过程中一直处于超重4．蹦极是一项户外极限活动。某游客站在足够高的位置，用原长为20米的弹性绳（满足胡克定律）固定住后自由落下。弹性绳长24米时，重力与弹力大小相等，弹性绳长为30米到达最低点时向上弹起。忽略空气阻力的影响。在该游客的第一次下落过程中，以下说法正确的是（）A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为20米B．第一次下落过程中，游客能体验超重感的位移为8米C．第一次下落24m时，游客的速度最大D．第一次到达最低点时，游客的速度为0，加速度也为05．质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．时间内电梯对人的支持力小于mgB．时间内人处于超重状态C．时间内人处于超重状态D．时间内电梯对人的支持力不断增大6．如图，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660N，除此以外，还可以得到以下信息（

）A．2s时人处于下蹲静止状态 B．下蹲过程中人始终处于失重状态C．内该同学做了2次下蹲——起立的动作 D．1s时人处在下蹲的最低点7．如图所示，用手拿着一个水杯，水杯壁上有一个小孔，水面上浮有一木块，水杯静止时，有水流从小孔中流出，现在将手松开，让水杯自由下落（不计空气阻力），则在落地前（）A．小孔断流，木块相对水面位置不变B．小孔断流，木块刚好整个浮到水面上C．小孔断流，木块刚好整个沉到水面下D．小孔中继续有水喷出，木块相对水面位置不变8．如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知