高一人教版物理必修一 精品导学案：第4章 7 超重和失重

第四章 7 超重和失重
一、课前自主学习
例1．如右图，一个人质量为m 的人站在电梯内的体重计上，求以下几种情况下人对体重计的压力。

①人和电梯一同静止或匀速运动时。

②人随电梯以加速度a 匀加速上升时。

③人以加速度a 匀减速下降时。

④人随电梯以加速度a (a <g )匀加速下降，人对地板的压力多大？⑤人随电梯以加速度a (a <g )匀减速上升，人对地板的压力为多大？⑥人随电梯以加速度g 匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？1．超重：物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力的现象，叫超重。

2．超重条件：物体具有竖直向上的加速度（或加速度分量），它可能有两种运动情况：向上加速运动或向下减速运动．
3．失重：物体对水平支持物的压力（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。

4．失重条件：物体具有竖直向下的加速度（或加速度分量），它可能有的两种运动情况：向下加速运动或向上减速运动．
5．完全失重：物体对水平支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的这种状态，叫做完全失重状态。

6．完全失重的条件：物体具有竖直向下的加速度a ，且加速度数值等于重力加速度即a =g 。

物体在运动过程中如果只受重力（地球引力）时，物体处于完全失重状态。

例自由落体运动、抛体运动（平抛、斜抛、竖直上抛等）、绕地球做匀速圆周运动的飞船或空间站内。

7．需要注意的是：
⑴超重时，物体的重力并不增加，物体失重时，其重力也并不减小。

当物体处于超重或失重状态时，地球作用于物体的重力始终存在，且大小也无变化，即使是完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小．物体之所以表现出“超重”、“失重”现象，是由于物体在竖直方向上处于非平衡状态，看起来物重好像有所增大或减小。

⑵“超重”、“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向．
8．在完全失重状态下，平常一切与重力有关的现象都完全消失，如单摆停摆，天平不能正常工作，液体不再产生向下的压强，也不能产生向上的浮力等。

在完全失重状态下，原理跟重力有关的仪器、测量工具都不能用。

例：水银气压计、天平、连通器、体重计、钟摆等。

9．在超重、失重状态下，利用等效法，求物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）
质量为m 的物体，如果具有竖直向上的加速度分量y a ，物体处于超重状态，可以等效地认为物体超重了y ma ，物体对支持物的压力为y ma mg +。

质量为m 的物体，如果具有竖直向下的加速度分量y a ，物体处于失重状态，可以等效地认为物体失重了y ma ，物体对支持物的压力为y ma mg -。

例2．如图所示，静止于水平面上的倾角为θ的斜面A 质量
为M ，质量为m 的物体B 沿斜面向下加速下滑，加速度大小为a ，
求水平面对斜面A 的支持力。

解析：斜面体A 处于静止状态，既不超重也不失重。

物体B
具有竖直向下的加速度分量θsin a a y =，处于失重状态，且失重了θsin ma ，所以水平面对斜面的支持
力为θsin )(ma g m M -+
例3．如图所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和C （包括支架）的总质量为M ，B 为
铁片，其质量为m ，整个装置用轻绳悬挂于O 点。

当电磁铁通电后，铁片被吸引向上运动，在铁片向上运动的过程中轻绳的拉力F 的大小为（ ）
A ．F =(M + m )g
B ．mg < F < (M +m )g
C ．F < (M +m )g
D ．F > (M +m )g
解析：A 、C 处于静止状态，既不超重也不失重。

铁片向上运动，是加速向上运
动，铁片处于超重状态。

所以轻绳的拉力大于系统的总重力。

D 正确。

例4．如图所示，一质量为m 的人站在倾角为θ的自动电梯上，电梯以加速度
a 加速度上升。

求电梯对人的支持力和摩擦力。

解：人受力如图所示，将加速度分解到水平方向和竖直方向。

其中：θsin a a y =，θcos a a x =
竖直方向由牛顿第二定律得：y N ma mg F =-
水平方向由牛顿第二定律得：x ma f =
解得：θsin ma mg F N +=，θcos ma f =
二、实例探究
1．如图所示，用一根绳吊超金属小桶，在桶的下部钻两个小孔A 、B ，当桶内盛水时，
水从A 、B 孔喷出，如图所示。

当剪断绳，让小桶自由下落，如果空气阻力可以忽略，则
在下落过程中（ ）
A ．水继续以相同的速度喷出
B ．水将不再从小孔喷出
C ．水将以更大速度喷出
D ．水将以较小速度喷出
2．某人站在体重计上，当他突然向下蹲的过程中，体重计示数的变化情况是（ ）
A ．先变大后变小，最后等于他的重力
B ．先变小后变大，最后等于他的重力
C ．变大，最后等于他的重力
D ．变小，最后等于他的重力
3．如图所示，装有水的玻璃容器质量为M ，用不计质量的细线挂住一个质量为m 的
木球，使木球完全浸入水中，将细绳剪断，木球在水中上浮的过程中，则关于玻璃容器对
地面的压力说法正确的是（ ）
A ．大于(M +m )g
B ．小于(M +m )g
C ．等于(M +m )g
D ．无法确定
4．如图所示，滑轮质量不计，三物处于平衡状态，设挂住定滑轮的绳子中的拉力大小
为T ，若把2m 从右移到左边的1m 上，则T 将（ ）
A ．增大
B ．减小
C ．不变
D ．无法判断
5．前苏联时期在空间建立了一座实验室“和平号”空间站，已知这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验（ ）
A ．用天平称量物体的质量
B ．做托里拆利实验
C ．验证阿基米德定律
D ．用两个弹簧秤验证牛顿第三定律
6．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，电梯中有
质量50kg 的乘客，如图所示，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止轻
质弹簧伸长量的一半，这一现象表明（g =10m/s 2）（ ）
A ．电梯此时可能正以1m/s 2大小的加速度加速上升，也可能是以1m/s 2大小的加速度减速下降
B ．电梯此时不可能以1m/s 2大小的加速度减速上升，只能是以5m/s 2大小的加速度加速下降
C ．电梯此时正以5m/s 2大小的加速度加速上升，也可能是以5m/s 2大小的加速度减速下降
D ．无论电梯此时是上升还是下降，也不论电梯是加速还是减速，乘客对电梯地板的压力大小一定是250N
教师个人研修总结
在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

所以在学习上级的精神下，本期个人的研修经历如下：
1.自主学习：我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题，自主选择和确定学习书目和学习内容，认真阅读，记好读书笔记；学校每学期要向教师推荐学习书目或文章，组织教师在自学的基础上开展交流研讨，分享提高。

2.观摩研讨：以年级组、教研组为单位，围绕一定的主题，定期组织教学观摩，开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。

3.师徒结对：充分挖掘本校优秀教师的示范和带动作用，发挥学校名师工作室的作用，加快新教师、年轻教师向合格教师和骨干教师转化的步伐。

4.实践反思：倡导反思性教学和教育叙事研究，引导教师定期撰写教学反思、教育叙事研究报告，并通过组织论坛、优秀案例评选等活动，分享教育智慧，提升教育境界。

5.课题研究：立足自身发展实际，学校和骨干教师积极申报和参与各级教育科研课题的研究工作，认真落实研究过程，定期总结和交流阶段性研究成果，及时把研究成果转化为教师的教育教学实践，促进教育质量的提高和教师自身的成长。

6.专题讲座：结合教育教学改革的热点问题，针对学校发展中存在的共性问题和方向性问题，进行专题理论讲座。

7.校干引领：从学校领导开始，带头出示公开课、研讨课，参与本校的教学观摩活动，进行教学指导和引领。

8.网络研修：充分发挥现代信息技术，特别是网络技术的独特优势，借助教师教育博客等平台，促进自我反思、同伴互助和专家引领活动的深入、广泛开展。

我们认识到：一个学校的发展，将取决于教师观念的更新，人才的发挥和校本培训功能的提升。

多年来，我们学校始终坚持以全体师生的共同发展为本，走“科研兴校”的道路，坚持把校本培训作为推动学校建设和发展的重要力量，进而使整个学校的教育教学全面、持续、健康发展。

反思本学期的工作，还存在不少问题。

很多工作在程序上、形式上都做到了，但是如何把工作做细、做好，使之的目的性更加明确，是继续努力的方向。

另外，我校的研修工作压力较大，各学科缺少领头羊、研修氛围有待加强、师资缺乏等各类问题摆在我们面前。

缺乏专业人员的引领，各方面的工作开展得还不够规范。

相信随着课程改革的深入开展，在市教育教学研究院的领导和专家的亲临指导下，我校校本研修工作一定能得以规范而全面地展开。

“校本研修”这种可持续的、开放式的继续教育模式，一定能使我校的教育教学工作又上一个台阶。