1、牛頓運動定律·超重和失重·教案 一、教學目標1了解超重和失重現(xiàn)象；2運用牛頓第二定律研究超重和失重的原因；3培養(yǎng)學生利用牛頓第二定律分析問題和解決問題的能力。二、重點、難點分析1超重和失重在本質(zhì)上并不是物體受到的重力發(fā)生了變化，而是物體在豎直方向有加速度時，物體對支持物的壓力或拉力的變化，這一點學生理解起來往往困難較大。讓學生理解超重和失重的本質(zhì)是本節(jié)課教學的重點之一，也是后面理解航天器中失重現(xiàn)象的基礎(chǔ)。2超重和失重中物體對支持物的壓力和拉力的計算，是牛頓第二定律應(yīng)用的一個方面，也應(yīng)作為本節(jié)教學的重點之一。三、教具演示教具：超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細線、

2、下面扎孔的可樂瓶、錄像資料。學生用具：彈簧秤、鉤碼、打點計時器用重錘、繡花線。四、主要教學過程(一)引入新課看錄像片航天飛機上的失重現(xiàn)象失重物體的運動。提問：剛才所看到的錄像片是在什么地方發(fā)生的？它向我們展示了一種什么現(xiàn)象？這里給我們展示了失重現(xiàn)象，是在航天飛機中發(fā)生的。航天飛機在起飛中產(chǎn)生了超重現(xiàn)象，在太空中又產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。超重和失重是怎么產(chǎn)生的呢？這就是我們這節(jié)課研究的內(nèi)容。(二)教學過程設(shè)計板書：十、超重和失重我們先來研究一下超重現(xiàn)象。板書：1超重現(xiàn)象實驗：介紹裝置，架子上有兩個滑輪，兩邊掛有重物。我們?nèi)∽筮叺闹匚锛右匝芯?，重物靜止時，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的

3、拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向上的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數(shù)的變化。提問：看到了什么現(xiàn)象？彈簧秤的示數(shù)增大，物體對繩的拉力增大。以上實驗可以用更簡單的裝置來完成，只不過觀察時的效果稍差一些。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當物體向上做加速運動時，彈簧秤的示數(shù)大于物體所受的重力，物體對繩的拉力大于物重。學生小實驗：細線拉重錘(繡花線、打點計時器用重錘)。線系在重錘上，緩慢拉起，再讓重錘做向上的加速運動，線斷。分析原因：取物體為研究對象，T-G=ma，T-mg=ma，彈簧秤的拉力為T=mg+ma=m(g+a)討論：(1)物體做向上的加速運動時，彈簧對物體的

4、拉力大于物體靜止時的拉力，Tmg，物體對彈簧的拉力大于物重。舉例：起重機在吊起重物時，有經(jīng)驗的司機都不讓物體的加速度過大是什么原因？(2)學生列舉生活中的感受：電梯向上起動時，電梯對人的支持力大于靜止時的支持力，同樣人對電梯的壓力也大于物重；電梯下降剎車時也一樣。只要物體的加速度方向是向上的，就會產(chǎn)生以上現(xiàn)象。提問：在電梯中放一彈簧測力秤，人站在上面。當電梯向上加速度運動時秤的示數(shù)怎樣變化？(3)整理公式：T=m(g+a)=mg，g叫做等效重力加速度，gg。站在電梯里的人在電梯向上加速或向下減速時，人對電梯的壓力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了?；鸺痫w時有很大的向上的加速度，內(nèi)部發(fā)生的

5、是超重現(xiàn)象。當物體存在向上的加速度時，它對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物重的現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象。發(fā)生超重現(xiàn)象時，物重并沒有變化。2失重現(xiàn)象實驗：重物靜止時，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向下的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數(shù)的變化。提問：看到了什么現(xiàn)象？彈簧秤的示數(shù)減少，物體對支持物的拉力減小。學生實驗：觀察感受失重現(xiàn)象。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當物體向下做加速運動時，彈簧秤的示數(shù)小于物體所受的重力。(注意對減速時的示數(shù)增大的解釋。)取物體為研究對象，G-T=ma，彈簧秤的拉力為T=mg-ma=m

6、(g-a)討論：(1)物體做向下的加速運動時，彈簧對物體的拉力小于物體靜止時的拉力，Tmg，物體對彈簧的拉力小于物重。 (2)學生列舉生活中的感受：電梯向下起動時，電梯對人的支持力小于靜止時的支持力，同樣人對電梯的壓力也小于物重；電梯上升剎車時也一樣。(3)整理公式：T=m(g-a)=mg，g叫做等效重力加速度，gg。站在電梯里的人在電梯向下加速或向上減速時，人對電梯的壓力小于人的重力，好像是重力加速度g減少了。失重：當物體存在向下的加速度時，它對支持物的壓力(或拉力)小于物重的現(xiàn)象，叫做失重。當a=g時，T=0，叫做完全失重。發(fā)生失重時，物重并沒有變化。實驗：在可樂瓶下面扎一些小孔，裝上水后

7、水從小孔噴出。把水瓶拋出，噴水情況會怎樣變化？分析瓶拋出后，水怎樣噴。讓學生先分析可能發(fā)生的現(xiàn)象，再觀察上拋時的現(xiàn)象，下拋的情況讓學生回家去做。解釋現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，拋出后水處于失重狀態(tài)，對瓶無壓力，水不噴。3例題例1  關(guān)于電梯的幾種運動中，支持力的變化情況如何？  速度方向加速度方向支持力與重力靜止： 無無=上升：勻速無= 加速 減速下降：勻速無= 加減 減速思考題：一個在地面上能舉起100千克質(zhì)量杠鈴的運動員在一個加速運動的電梯上能舉起多大質(zhì)量的杠鈴？a=g，a=g/2，分向上和向下兩種加速情況討論。(投影)例

8、2：一臺升降機的地板上放著一個質(zhì)量為m的物體，它跟地面間的動摩擦因數(shù)為，可以認為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一根勁度系數(shù)為k的彈簧水平放置，左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時彈簧的伸長為x，彈簧對物體有水平向右的拉力，求：升降機怎樣運動時，物體才能被彈簧拉動？分析：物體開始沒有滑動是由于彈簧的拉力小于最大靜摩擦力。這里f=N，只有減小地面對物體的壓力才能減少最大靜摩擦力，當f=N=kx時物體開始滑動。取物體為研究對象，受力如圖，當物體做向下的加速運動或向上的減速運動時，才能使地面對物體的壓力減小，即G-N=ma。聯(lián)解兩式得：a=(G-N)/m=(mg-kx/)/m=g-kx/m即升降機做ag-kx/m的向下的勻加速運動或向上的勻減速運動時，物體可以在地面上滑動。(三)小結(jié)：發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時，物體并沒有變化，只是由于物體有豎直方向的加速度使得物體對支持物的作用力發(fā)生了變化。這里討論的問題限于地面附近的物體所發(fā)生的超重和失重現(xiàn)象，沒有討論航天飛機中的失重現(xiàn)象。請大家思考一下，航天飛機中的物體受不受地球的引力，它上面的失重現(xiàn)象又是怎樣發(fā)生的呢？布置作業(yè)；練習(1)(2)(3)五、說明1本節(jié)課可采用在教師引導下，教師跟學生共同討論研究的方式進行。在教學中教師要注意學生對知識的接受情況，恰當?shù)靥岢鰡栴}，對學生的認