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文檔簡介
本文格式為Word版,下載可任意編輯——2023年高中物理超重和失重例題(5篇)每個人都曾試圖在平淡的學習、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀測、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。范文書寫有哪些要求呢?我們怎樣才能寫好一篇范文呢?下面是我為大家收集的優(yōu)秀范文,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
高中物理超重和失重例題篇一
航天高級中學物理組王芳
本部分內(nèi)容陳述超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因,并且將其應用在具體問題中:如電梯中的超失重和體重秤上的超失重等。
超重和失重的基本定義為:視重大于重力時為超重;視重小于重力時為失重;超失重時物體重力并不改變。
對超重和失重理解可以從運動學和動力學兩個角度理解。運動學角度:當物體加速上升或減速下降時,物體處于超重狀態(tài);當物體加速下降或減速上升時,物體處于失重狀態(tài)。動力學角度:當物體具有向上的加速度時,物體處于超重狀態(tài);當物體具有向下的加速度時,物體處于失重狀態(tài)。前者為表象,后者為本質,兩者為遞進關系。
超重和失重是生活中的常見現(xiàn)象,因此講解本部分內(nèi)容時應盡量貼近生活,從生活中來,到生活中去,過程應多安排些學生的動手試驗機遇,讓學生有切身的體會,同時也應安排些思考和探討的話題,引發(fā)學生的思考和探討,加深學生對超失重的理解。知識與技能:
1.了解超重與失重現(xiàn)象;
2.運用牛頓其次定律研究超重與失重現(xiàn)象;3.運用超重與失重知識解決實際生活中的問題。過程與方法:
1.體會通過物理知識解釋生活現(xiàn)象的探究過程;2.體會運用牛頓其次定律解決問題的方法。情感態(tài)度價值觀:
通過對神舟六號的研究,加強民族驕傲感,激發(fā)學習的動力。
1.理解超重與失重現(xiàn)象的力學本質;2.了解完全失重現(xiàn)象;
3.運用超重與失重的原理解決實際問題。
細線,鉤碼,體重秤,水瓶
一、課堂引入:課堂實踐:試驗一
(1)用手托住鉤碼,并保持靜止,感受鉤碼的重力大小。
(2)用細線將鉤碼系住,手提另一端,重復方才的動作,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
試驗二
取一裝滿水的塑料瓶,在靠近底部的側面打一小孔,瓶子靜止時,觀測小孔處是否有水流出?然后讓瓶子做自由落體運動,再觀測小孔的水流流出狀況。
設計思路:通過課堂小試驗,引起學生興趣,以此引出主題:超重與失重現(xiàn)象
二、新課教學
以遞進式的問題為引導,作為本節(jié)課的學習目標(1)什么是超失重現(xiàn)象?
(2)什么狀況下會發(fā)生超失重現(xiàn)象?(3)超失重現(xiàn)象的產(chǎn)生與哪些因素有關?(4)怎樣判斷物體處于超重(失重)現(xiàn)象?
通過一個生活現(xiàn)象的例子探討:
1.人站在電梯里,假使質量為m,當人要從一樓靜止以加速度a加速上升的過程中,人對電梯的壓力f為多少?比人受到的重力大還是?。?/p>
2.若人以加速度a減速下降,這時人對地板的壓力又是多大?人對地板的壓力比人受到的重力大還是小呢?
設計思路:通過對實際例子的探討,讓學生對超重失重現(xiàn)象有一個初步印象。針對學生的探討結果,出示電梯視頻,讓學生從真實的數(shù)據(jù)中對自己的結論做一個判斷;并記錄下視頻中的數(shù)據(jù)。
教師總結后明確:
電梯里人受到兩個力的作用,分別是人的重力和臺秤對人的支持力。由于臺秤對人的支持力與人對臺秤的壓力是一對作用力與反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,只要求出臺秤對人的支持力就可以求出人對臺秤的壓力。
首先我們規(guī)定向上為正方向,根據(jù)牛頓其次定律寫出支持力、重力g、質量m、加速度a的方程:f=g+ma=m(g+a)
由牛頓第三定律得:人對臺秤的壓力與臺秤對人的支持力相等,即f’=m(g+a)mg所以人對電梯臺秤的壓力f’比人受到的重力大。
人以加速度a減速下降,這時人對臺秤的壓力也是大于重力的,壓力大小為:f’=m(g+a)從而引出超重的概念:
超重:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。仿照上面研究問題的方法,探究人以加速度a加速向下運動或人隨電梯以加速度a減速上升,人對臺秤的壓力為多大?人對臺秤的壓力比人受到的重力大還是小呢?
學生探討后提問學生回復上面的問題,并演示分析過程。通過提問,學生合作交流,教師明確:
人以加速度a加速向下運動或人隨電梯以加速度a減速上升時,人對地板的壓力f=g-ma=m(g-a)失重:物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。
注意:物體處于超重或失重狀態(tài)時,其本身重力并沒發(fā)生變化!
超重與失重現(xiàn)象的產(chǎn)生與哪些因素有關?
回到方才記錄的電梯的每個階段體重計上的示數(shù),一起填ppt中的表格學生交流探討后回復:超重失重現(xiàn)象與物體運動方向無關,與加速度方向有關。教師歸納后明確:超重(失重)現(xiàn)象只與加速度a的方向有關,與物體的運動方向無關。a向上(加速上升、減速下降)————超重a向下(減速上升、加速下降)————失重
完全失重:在豎直方向上,當加速度a=g時,處于完全失重狀態(tài)?;叵氡竟?jié)知識,回復目標問題。(1)什么是超失重現(xiàn)象?
(2)什么狀況下會發(fā)生超失重現(xiàn)象?(3)超失重現(xiàn)象的產(chǎn)生與哪些因素有關?(4)怎樣判斷物體處于超重(失重)現(xiàn)象?
三.拓展應用:
1.通過本節(jié)課學習,解釋課前兩個小試驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象。2.某人站在臺秤的底板上,當他向下蹲的過程中
a.由于臺秤的示數(shù)等于人的重力,此人向下蹲的過程中他的重力不變,所以臺秤的示數(shù)也不變
b.此人向下蹲的過程中,臺秤底板既受到人的重力,又受到人向下蹲的力,所以臺秤的示數(shù)將增大
c.臺秤的示數(shù)先增大后減小d.臺秤的示數(shù)先減小后增大
請學生上臺體驗觀測下蹲過程中體重計示數(shù)的變化。
3.請為我國的航天員設計超重和完全失重環(huán)境,讓他們進行超重和失重的訓練。失重時間為30秒。
1.設計好試驗是前提
物理學是以試驗為基礎的學科,好多概念和規(guī)律的建立都需要有一個試驗操作的過程,所以做好試驗是學好物理知識的前提。本節(jié)課中設計了隨堂小試驗,提升學生的思維能力。
通過電梯視頻,讓學生更加直觀地體會超重失重現(xiàn)象,體重計示數(shù)的變化,以便清楚的理解超重失重現(xiàn)象,但在視頻的處理上還有欠缺,沒能把電梯的上升、下降過程很好地表達出來,對表格的歸納總結學生也沒有太好的參與其中。
高中物理超重和失重例題篇二
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超重和失重·典型例題解析
豎直升降的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一根彈簧秤,如圖24-1所示,彈簧秤的秤鉤上懸掛一個質量m=4kg的物體,試分析以下狀況下電梯的運動狀況(g取10m/s2):
(1)當彈簧秤的示數(shù)t1=40n,且保持不變.(2)當彈簧秤的示數(shù)t2=32n,且保持不變.(3)當彈簧秤的示數(shù)t3=44n,且保持不變.
解析:選取物體為研究對象,它受到重力mg和豎直向上的拉力t的作用.規(guī)定豎直向上方向為正方向.
(1)當t1=40n時,根據(jù)牛頓其次定律有t1-mg=ma1,解得這時
電梯的加速度a1=t1-mg40-4×10=m/s2=0,由此可見,電梯處于m4靜止或勻速直線運動狀態(tài).
(2)當t2=32n時,根據(jù)牛頓其次定律有t2-mg=ma2,解得這
時電梯的加速度a2=t2mg3240=m/s2=-2m/s2.式中的負號表m4示物體的加速度方向與所選定的正方向相反,即電梯的加速度方向豎直向下.電梯加速下降或減速上升.
(3)當t3=44n時,根據(jù)牛頓其次定律有t3-mg=ma3,解得這時
t3mg44-40電梯的加速度a3==m/s2=1m/s2.a(chǎn)3為正值表示電梯
m4的加速度方向與所選的正方向一致,即電梯的加速度方向豎直向上.電梯加速上升或減速下降.
點撥:當物體加速下降或減速上升時,亦即具有豎直向下的加速度時,物3eud教育網(wǎng)http://教學資源集散地。可能是最大的免費教育資源網(wǎng)!3eud教育網(wǎng)http://百萬教學資源,完全免費,無須注冊,每日更新!
體處于失重狀態(tài);當物體加速上升或減速下降時,亦即具有豎直向上的加速度時,物體處于超重狀態(tài).
舉重運動員在地面上能舉起120kg的重物,而在運動著的升降機中卻只能舉起100kg的重物,求升降機運動的加速度.若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降機中,此運動員能舉起質量多大的重物?(g取10m/s2)解析:運動員在地面上能舉起120kg的重物,則運動員能發(fā)揮的向上的最大支撐力f=m1g=120×10n=1200n,在運動著的升降機中只能舉起100kg的重物,可見該重物超重了,升降機應具有向上的加速度
fm2g1200-100×10對于重物,f-m2g=m2a1,所以a1==m2100m/s2=2m/s2;當升降機以2.5m/s2的加速度加速下降時,重物失重.對于重物,m3g-f=m3a2,得m3=f1200=kg=160kg.
ga210-2.5點撥:題中的一個隱含條件是:該運動員能發(fā)揮的向上的最大支撐力(即舉重時對重物的最大支持力)是一個恒量,它是由運動員本身的素質決定的,不隨電梯運動狀態(tài)的改變而改變.
如圖24-2所示,是電梯上升的v~t圖線,若電梯的質量為100kg,則承受電梯的鋼繩受到的拉力在0~2s之間、2~6s之間、6~9s之間分別為多大?(g取10m/s2)解析:從圖中可以看出電梯的運動狀況為先加速、后勻速、再減速,根據(jù)v-t圖線可以確定電梯的加速度,由牛頓運動定律可列式求解
對電梯的受力狀況分析如圖24-2所示:
(1)由v-t圖線可知,0~2s內(nèi)電梯的速度從0均勻增加到6m/s,其加速度a1=(vt-v0)/t=3m/s2
由牛頓其次定律可得f1-mg=ma1
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解得鋼繩拉力
f1=m(g+a1)=1300n(2)在2~6s內(nèi),電梯做勻速運動.f2=mg=1000n(3)在6~9s內(nèi),電梯作勻減速運動,v0=6m/s,vt=0,加速度a2=(vt-v0)/t=-2m/s2
由牛頓其次定律可得f3-mg=ma2,解得鋼繩的拉力f3=m(g+a2)=800n.
點撥:此題是已知物體的運動狀況求物體的受力狀況,而電梯的運動狀況則由圖象給出.要學會從已知的v~t圖線中找出有關的已知條件.
在0~2s內(nèi),電梯的速度在增大,電梯的加速度恒定,吊起電梯的鋼繩拉力是變化的,還是恒定的?
在2~6s內(nèi),電梯的速度始終為0~9s內(nèi)的最大值,電梯的加速度卻恒為零,吊起電梯的鋼繩拉力又如何?
在6~9s內(nèi),電梯的速度在不斷減小,電梯的加速度又是恒定的,吊起電梯的鋼繩拉力又如何?
請你總結一下,吊起電梯的鋼繩的拉力與它的速度有關,還是與它的加速度有關?
如圖24-3所示,在一升降機中,物體a置于斜面上,當升降機處于靜止狀態(tài)時,物體a恰好靜止不動,若升降機以加速度g豎直向下做勻加速運動時,以下關于物體受力的說法中正確的是
[
]a.物體仍舊相對斜面靜止,物體所受的各個力均不變b.因物體處于失重狀態(tài),所以物體不受任何力作用
c.因物體處于失重狀態(tài),所以物體所受重力變?yōu)榱悖渌Σ蛔僤.物體處于失重狀態(tài),物體除了受到的重力不變以外,不受其它力的作用
點撥:(1)當物體以加速度g向下做勻加速運動時,物體處于完全失重狀態(tài),其視重為零,因而支持物對其的作用力亦為零.
(2)處于完全失重狀態(tài)的物體,地球對它的引力即重力依舊存在.答案:d
如圖24-4所示,滑輪的質量不計,已知三個物體的質量關系是:3eud教育網(wǎng)http://教學資源集散地??赡苁亲畲蟮拿赓M教育資源網(wǎng)!3eud教育網(wǎng)http://百萬教學資源,完全免費,無須注冊,每日更新!
m1=m2+m3,這時彈簧秤的讀數(shù)為t.若把物體m2從右邊移到左邊的物體m1上,彈簧秤的讀數(shù)t將
a.增大
b.減小
c.不變
d.無法判斷
[
]
點撥:(1)若僅需定性探討彈簧秤讀數(shù)t的變化狀況,則當m2從右邊移到左邊后,左邊的物體加速下降,右邊的物體以大小一致的加速度加速上升,由于m1+m2>m3,故系統(tǒng)的重心加速下降,系統(tǒng)處于失重狀態(tài),因此t<(m1+m2+m3)g.
而m2移至m1上后,由于左邊物體m1、m2加速下降而失重,因此跨過滑輪的連線張力t0<(m1+m2)g;由于右邊物體m3加速上升而超重,因此跨過滑輪的連線張力t0>m3g.
(2)若需定量計算彈簧秤的讀數(shù),則將m1、m2、m3三個物體組成的連接體使用隔離法,求出其間的相互作用力t0,而彈簧秤讀數(shù)t=2t0,即可求解.
答案:b
跟蹤反饋
1.金屬小筒的下部有一個小孔a,當筒內(nèi)盛水時,水會從小孔中流出,假如讓裝滿水的小筒從高處自由下落,不計空氣阻力,則在小筒自由下落的過程中
[
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a.水繼續(xù)以一致的速度從小孔中噴出b.水不再從小孔中噴出
c.水將以較小的速度從小孔中噴出d.水將以更大的速度從小孔中噴出
2.一根豎直懸掛的繩子所能承受的最大拉力為t,有一個體重為g的運動員要沿這根繩子從高處豎直滑下.若g>t,要使下滑時繩子不斷,則運動員應當
[
]a.以較大的加速度加速下滑b.以較大的速度勻速下滑c.以較小的速度勻速下滑d.以較小的加速度減速下滑
3.在以4m/s2的加速度勻加速上升的電梯內(nèi),分別用天平和彈簧秤稱量一個質量10kg的物體(g取10m/s2),則
[
]a.天平的示數(shù)為10kgb.天平的示數(shù)為14kgc.彈簧秤的示數(shù)為100nd.彈簧秤的示數(shù)為140n4.如圖24-5所示,質量為m的框架放在水平地面上,一根輕質彈簧的上端固定在框架上,下端拴著一個質量為m的小球,在小球上下振動時,框架始終沒有跳起地面.當框架對地面壓力為零的瞬間,小球加速度的大小為
[
]a.gc.0b.(mm)gm
(mm)gd.m
參考答案:1.b2.a(chǎn)3.a(chǎn)d4.d
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高中物理超重和失重例題篇三
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《超重和失重》教學設計
利用普通的試驗器材(彈簧秤、鉤碼)及學生隨處可見的飲料瓶、易拉罐設計一堂能夠引導學生科學探究的新授課。本節(jié)課可以適合不同的學校,此種方法也可應用在其它新授課中。本節(jié)課在設計時,回避了動畫演示超、失重現(xiàn)象,而是盡量讓學生親自做試驗,獲得真實的體驗。一方面可以培養(yǎng)學生求真求實的科學態(tài)度,提高自主學習的能力;另一方面,激發(fā)學生學習物理的興趣,體驗物理的研究方法。
本節(jié)課從生活實際出發(fā),設計貼近學生生活的試驗,以此為基礎,以探究為主線,讓學生通過試驗操作、觀測來認識物理現(xiàn)象,認知物理過程,讓學生用生活化的語言表述觀測到的超、失重現(xiàn)象,探究物理規(guī)律,再引導學生將生活語言轉化成科學規(guī)范的物理語言闡述物理規(guī)律。通過試驗讓學生理解并把握物理概念與規(guī)律。經(jīng)過構建從而獲得物理知識,形成技能,同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
(一)知識與技能
1.通過試驗認識超重和失重現(xiàn)象,理解產(chǎn)生超重失重現(xiàn)象的條件和實質。
2.能運用牛頓其次、第三定律定量分析超重與失重現(xiàn)象。
(二)過程與方法
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1.經(jīng)過探究試驗發(fā)現(xiàn)超重失重現(xiàn)象,通過教師引導、小組探討、再試驗尋覓超重失重現(xiàn)象的運動學特征。
2.用科學方法探究發(fā)生超重失重現(xiàn)象的條件及實質。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.通過列舉一些身邊的超重失重例子和日常的小試驗,讓學生學會觀測生活,知道物理就在身邊。
2.培養(yǎng)學生科學探究能力,發(fā)展好奇心和求知欲,發(fā)展科學摸索興趣,培養(yǎng)堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度和科學精神。
1.通過試驗探究和小組探討,理解產(chǎn)生超重失重現(xiàn)象的條件和實質。
2.讓學生體會科學探究的要素:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計試驗、進行試驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估和交流與合作。
1.超重、失重是一種假象,它不是重力的增加或減少,而只是物體對支持物的壓力或是對懸掛物的拉力發(fā)生了變化,物體的重力依舊存在且大小不變。
2.引導學生提出問題,對問題的答案提出猜想與假設,培養(yǎng)學生自主學習的能力。
3.對試驗現(xiàn)象的觀測、分析和描述,培養(yǎng)學生良好的思維習慣。
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多媒體播放宇航員在太空里的生活
彈簧秤和鉤碼(2人一組)、演示彈簧秤、飲料瓶、易拉罐。
將同學們分成小組,采用教師引導、小組探討、再試驗的方式,進行合作探究式教學。
利用物理試驗現(xiàn)象啟發(fā)學生提出問題
物理學是一門以試驗為基礎的自然科學,正所謂“知識來源于生活,服務于生活〞。(手拿易拉罐和飲料瓶)這是我們在生活中常見的易拉罐和飲料瓶,利用它們我們來做兩個好玩兒的小試驗(由學生演示)
小試驗1:
一個盛滿水的易拉罐底部有一小孔,靜止在手中時,水會流出;假如突然松手,讓易拉罐自由下落時,會觀測到什么現(xiàn)象?
現(xiàn)象:當易拉罐自由下落時,水不會流出。小試驗2:
一個盛滿水的飲料瓶,在底部鉆一個洞,靜止在手中時,水會流七彩教育網(wǎng)全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載七彩教育網(wǎng)免費提供word版教學資源
出;同學甲在講桌旁將瓶子拋給站在教室后面的同學乙,瓶子飛過同學們的頭頂,會觀測到什么現(xiàn)象?
現(xiàn)象:水并沒有灑在同學們的身上。
根據(jù)你觀測到的現(xiàn)象你能提出什么問題:水流出的原因是什么?水中止流出的原因又是什么?
由于重力而使水對器壁產(chǎn)生了壓力,所以水會流出。試驗中重力仿佛消失了,實際上是壓力消失了。
自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來,人們經(jīng)常談到超重和失重。讓我們來了解一下宇航員在太空里的生活吧!
觀看視頻:宇宙中的超重與失重現(xiàn)象提問:
1.宇航員在太空中的生活和我們有什么不同?
答:在太空中可以自由漂流;麻煩好多,吃飯得用軟管擠,喝水得用小管吸。
2.為什么會這樣呢?這是超重與失重現(xiàn)象。
3.生活中你聽說過超重或失重嗎?乘坐電梯,在游樂園里玩過山車。
4.關于超重和失重你想知道一些什么呢?
學生提出問題:到底什么是超重與失重呢?
猜想與假設1:超重就是重力增大了,失重就是重力消失了。
制定計劃與設計試驗:
分小組探究:
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(試驗)探究之一:
既然是和重力有關的現(xiàn)象,那么請用給定器材(彈簧秤、鉤碼),設計一個試驗,得到鉤碼的重力大小。
進行試驗與收集證據(jù):
教師提問:
1.你看到的彈簧秤讀數(shù)(直接)表示的是什么力?
物體對彈簧的拉力——視重(下定義)
提醒學生:將鉤碼的重力數(shù)值紀錄在紙上g=2.0n2.請同學們探討后回復:你是怎樣測量鉤碼重力的?利用了哪些物理規(guī)律?
學生:在鉤碼靜止時讀數(shù),彈簧秤示數(shù)即為鉤碼的重力。
由于物體靜止,處于平衡狀態(tài),由二力平衡得:g=f又由于f與f/是一對作用力與反作用力,由牛頓第三定律得:f=f/
所以f/=g小結:當物體處于靜止狀態(tài)時,視重等于物體的重力。
(試驗)探究之二:由靜止聯(lián)想到運動
教師:物體運動的時候,視重會發(fā)生變化嗎?試一試(教師做七彩教育網(wǎng)全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載七彩教育網(wǎng)免費提供word版教學資源
出上下運動的動作及時引導學生)
學生活動:進行試驗,觀測現(xiàn)象。
分析與論證:小組內(nèi)探討后回復:
1.你看到了什么現(xiàn)象?與鉤碼的重力進行對比。
讀數(shù)不穩(wěn)定,有時候比方才的讀數(shù)大,有時候小。
2.物體的重力變了嗎?地球作用在物體上的重力并沒有變化。
(試驗)探究之三:有目的的進行探究
請同學們繼續(xù)方才的試驗,想方法使彈簧秤的讀數(shù)大于物體的重力。
學生活動:有的組使物體向上運動,有的組使物體向下運動,同學們會發(fā)現(xiàn)兩種運動狀況下都可以出現(xiàn)視重大于重力的現(xiàn)象。(向上運動的開始階段;向下運動的終止階段。)
注:注意觀測,假如有的同學搖擺彈簧秤(圓周運動),教師要給予學生充分確定,并告訴學生在以后的學習中會得到解釋。
定義超重現(xiàn)象:
物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。
對試驗結果進行理論分析:
利用多媒體課件由學生分析物體在超重時的受力狀況,根據(jù)牛頓其次定律得到結論。
(學生到黑板上做出物體處于靜止狀態(tài)和勻加速上升狀態(tài)的受力分析圖。)七彩教育網(wǎng)全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載七彩教育網(wǎng)免費提供word版教學資源
提問:在描述運動的物理量(位移、速度、加速度和時間)中,用哪個物理量來描述超重現(xiàn)象更適合。
進一步探究超重的實質
教師演示兩個試驗讓同學們認真觀測:
試驗1:用一只手測量物體的重力,另一只手對物體施加一個向下的恒力,現(xiàn)象是物體拉彈簧的力增大了,物體仍舊靜止。
試驗2:在利用彈簧秤測量鉤碼重力的試驗中,水平方向移動彈簧秤,使物體具有水平加速度,現(xiàn)象是物體拉彈簧的力不變。
教師提問:對觀測到現(xiàn)象進行分析,超重現(xiàn)象的特征是什么?(要讓學生充分探討,小組探討的結果要向全體同學闡述。)
學生總結:物體具有豎直向上的加速度,與速度方向無關。f=m(g+a)教師:同學們認為失重現(xiàn)象怎樣定義,特征是什么?用試驗檢驗一下
猜想與假設2:彈簧秤的讀數(shù)小于物體的重力。
進行試驗與收集證據(jù):學生進行試驗,觀測現(xiàn)象。有的同學上下移動彈簧秤;有的同學左右移動彈簧秤;記錄彈簧秤的示數(shù)(視重)與鉤碼的重力進行對比。
定義失重現(xiàn)象:
當物體存在豎直向下的加速度時,它對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。板書結論:f=m(g-a)七彩教育網(wǎng)全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載七彩教育網(wǎng)免費提供word版教學資源
猜想與假設3:在失重現(xiàn)象中,假如加速度a=g,則f/=?
有的同學可能會想到讓彈簧秤和重物一起自由下落,教師要提醒學生這是破壞性試驗,會損壞測量工具,在設計物理試驗時要特別注意的,不能設計破壞性試驗。
如何解釋易拉罐中的水為什么不再從洞中射出?
分析:當易拉罐自由下落時,易拉罐中的水處于完全失重狀態(tài),水的內(nèi)部沒有壓力,故水不會流出。但易拉罐中水的重力仍舊存在,其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。
定義完全失重現(xiàn)象:
當物體以加速度a=g豎直加速下降時,物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)為零,這就是“完全失重〞現(xiàn)象。f=0板書設計:
超重和失重
1.視重:物體對彈簧的拉力(彈簧秤的示數(shù))。
2.實重:物體的重力與運動狀態(tài)無關,不管物體處于超重還是失重狀態(tài),重力不變g=mg。
3.超重現(xiàn)象:a豎直向上,視重實重,f=m(g+a)。4.失重現(xiàn)象:a豎直向下,視重實重,f=m(g-a)。5.完全失重現(xiàn)象:a=g豎直向下,視重為零。
課后思考題:
1.在生活中注意觀測,哪些是超重現(xiàn)象,哪些是失重現(xiàn)象?2.體驗并觀測超、失重現(xiàn)象:在體重計上下蹲的過程中,觀測七彩教育網(wǎng)全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載七彩教育網(wǎng)免費提供word版教學資源
體重計的示數(shù)變化。
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高中物理超重和失重例題篇四
課題
超重和失重
1課時
教材分析
從在教材中的地位來看,超重和失重既是牛頓其次定律的具體應用,又為后面理解航天器中失重現(xiàn)象打下基礎。超重和失重中物體對支持物的壓力和拉力的計算,是牛頓其次定律應用的一個方面。
學情分析
學生的現(xiàn)有的知識水平能對物體受力分析及應用牛頓定律解決簡單問題的能力。
教學過程中可能會有不解,一是物體必生超重或失重時,物體所受重力是否發(fā)生變化。二是物體的超重或失重是決定于速度還是加速度。
教學目標
知識目標
通過試驗認識超重和失重現(xiàn)象,會用牛頓運動定律來分析解釋超重和失重現(xiàn)象。理解超重和失重現(xiàn)象與物體的運動方向無關,只與物體的加速度方向有關。了解超重和失重現(xiàn)象是我們?nèi)粘I钪谐R姷默F(xiàn)象學,它的影響是人類進行太空開發(fā)中的一個重要問題。
能力目標
培養(yǎng)學生的觀測能力和分析推理能力。
培養(yǎng)學生運用牛頓其次定律分析和解決問題的能力。
德育目標
滲透“學以致用〞的思想,學會理論聯(lián)系實際采用探究試驗激發(fā)學習興趣,保護學生的好奇心
教學重點
理解超重和失重的本質。
教學難點
利用牛頓其次定律有關的超重和失重問題把握超重失重在實際生活的應用
教學方法
試驗法(演示試驗,學生互動試驗)、探討法、探究法、對比法,教學用具
超重和失重演示儀、彈簧秤、鉤碼、細線、下面扎孔的礦泉水瓶、錄像資料
教學程序
學生參與體會,觀測現(xiàn)象,導入新課學生試驗分析探討什么是超重和失重及產(chǎn)生條件學生探究得到完全失重及產(chǎn)生條件課堂探討,拓展本節(jié)知識自設試驗穩(wěn)定知識
教學過程教學過程教學過程
一
創(chuàng)設情景,引入新課十幾個人乘電梯上樓,走進電梯時電梯沒有顯示超載,但電梯剛向上啟動時報警器卻響了起來。莫非人所受到的重力會由于電梯的運動狀態(tài)變化而變化嗎?學生產(chǎn)生疑問:這與我們在其次章學到的物體的重力在同一地點是一個定值是不一致的,由此切入本節(jié)主題超重和失重。二活動探究,新課教學
試驗設計:如圖在彈簧測力計下掛一重物,用手提著彈簧測力計,使物體上下做多種方式的運動。觀測并記錄
彈簧秤示數(shù)
加速度的方向
靜止
由靜止到向上運動
由向上到靜止運動
由靜止到向下運動
由向下到靜止運動
試驗分析:
1.由靜止到向上運動,由向下到靜止運動
現(xiàn)象:彈簧秤的示數(shù)增大,彈簧對鉤碼的拉力增大分析:這兩個現(xiàn)象可以用牛頓其次定律解析嗎?由牛頓其次定律得:
結論: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(或對懸掛物的拉力)大于物重的現(xiàn)象
判定超重:向上的加速度(加速上升或者減速下降)
公式感悟:
f=m(g+a)=mg′,g′叫做等效重力加速度,g′>g。站在電梯里的人在電梯加速上升或減速下降時,人對電梯的壓力大于人的重力,就好象是重力加速度g增大一樣。物重并沒有變化,本質是彈力變化
2.由向上到靜止運動,由靜止到向下運動
現(xiàn)象:彈簧秤的示數(shù)減小,彈簧對鉤碼的拉力減小分析:由牛頓其次定律得:
結論:失重現(xiàn)象當物體存在向下的加速度時,它對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物重的現(xiàn)象重力沒有變化,本質是彈力變化了
判定失重:向下的加速度(減速上升或者加速下降)3.拓展
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,叫做失重現(xiàn)象當a=g時,f=0,叫做完全失重超重失重現(xiàn)象分析拓展:
要注意在豎直方向上有加速度并不意味著物體一定在豎直方向運動。假如物體向斜上方(或向斜下方)做加速運動有超重(或失重)現(xiàn)象發(fā)生嗎?三穩(wěn)定知識,自設試驗
在礦泉水瓶下面扎一些小孔,裝上水后水從小孔噴出。假如讓瓶自由下落,水會怎樣噴?先讓學生猜想可能發(fā)生的現(xiàn)象,再觀測現(xiàn)象。拋出后水處于失重狀態(tài),對瓶無壓力,水不噴。四.學生自己發(fā)現(xiàn)生活中的超重和失重問題并引導學生用自己理解到的超重和失重知識去解決式解釋這些現(xiàn)象。
多媒體演示
生活中乘電梯現(xiàn)象因此過程對比短,所以注意引導學生觀測老師引導學生動手
多媒體展示太空中的完全失重狀態(tài)學生分層教學思考
學生在老師引導下自設試驗??衫枚嗝襟w把試驗過程慢放(課前準備)多媒體投影
穩(wěn)定練習
1.質量為m的物體用彈簧秤懸在升降機的頂棚上,在以下哪種狀況下,彈簧秤讀數(shù)最小:
a:升降機勻速上升
b:升降機勻加速上升,且
c:升降機勻減速上升,且
d:升降機勻加速下降,且
2.運動員在地面上能舉起100千克質量杠鈴,在a=g/2加速上升的電梯中能舉起多大質量的杠鈴?
課堂小結
無論是超重還是失重,物體實際重力不變超重和失重與速度方向無關,只與加速度方向有關超重條件:加速度向上;失重條件:加速度向下。
課后作業(yè)
1.學了超重失重的知識后,大家用彈簧秤測量物體的重量時,除了要注意彈簧秤的量程以及校正調零之還要注意什么呢?
2.上網(wǎng)查閱神州六號飛船上航天員應當怎樣吃飯喝?3.完成課后練習與評價
板書設計
教學反思
學生是否能夠通過合作式的探究學習方式感受生活中的超重和失重現(xiàn)象。學生是否能夠從已有的牛頓定律知識從理論上了解超重和失重的本質。
學生是否把學到的超重和失重現(xiàn)象的本質的理解應用到具體生產(chǎn)和生活中去并且解釋和解決一些具體的問題。
高中物理超重和失重例題篇五
超重和失重·教案
肖德軍
(XX省永清縣職教中心065600)
一、教學目標
1.理解什么是超重、失重和完全失重,把握超重、失重和完全失重的本質并能熟練的判斷超重、失重和完全失重。
2.運用牛頓其次定律分析超重和失重的原因;
3.培養(yǎng)學生熟練應用牛頓其次定律分析解決超重和失重問題的能力。
二、重點、難點分析重點是對超重、失重和完全失重的理解及其超重、失重和完全失重的判斷方法。難點是熟練應用牛頓其次定律分析解決超重和失重問題。
三、教具
體重計、超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細線、下面扎孔的礦泉水瓶、有關神州七號宇宙飛船的錄像資料、投影儀。
四、主要教學過程(一)新課導入
播放神州七號宇宙飛船發(fā)射和在軌運行的錄像片段并加以講解,大家看一看飛船發(fā)射時宇航員采用的是什么姿態(tài)?(橫臥)宇航員為什么要采取橫臥的姿態(tài)?原因是飛船發(fā)射時宇航員要承受相當與自身體重5-8倍的巨大壓力。再看一下飛船入軌后飛船里的狀況,物體和宇航員都漂在空中,怎么解釋以上兩種現(xiàn)象呢?這就是我們今天要研究的問題超重和失重。-(二)教學過程設計板書:
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
試驗:介紹裝置,架子上有兩個滑輪,兩邊掛有重物。我們讓右側物體質量大于左側物體質量,開始用手拖住右側物體讓系統(tǒng)靜止觀測彈簧秤示數(shù),放手后左側物體向上加速運動,我們再觀測彈簧秤示數(shù)。
提問:看到了什么現(xiàn)象?彈簧秤的示數(shù)增大,物體對彈簧秤的拉力增大。分析原因:取左側物體為研究對象,t-mg=ma,彈簧秤的拉力為
t=mg+ma=m(g+a)>mg
可見物體向上加速運動時,物體對懸掛物(彈簧秤)的拉力大于物體的重力。(由于彈簧秤對物體的拉力大于物體的重力而彈簧秤對物體的拉力與物體對彈簧秤的拉力是一對作用力與反作用力大小相等)
試驗:取一體重計,讓一人站在上面不動讀出此時體重計的示數(shù),然后讓他由下蹲狀態(tài)突然站起,讓學生觀測人加速上升階段體重計示數(shù)的變化。
(體重計)
提問:看到了什么現(xiàn)象?體重計的示數(shù)增大,人對體重計的壓力增大。
分析原因:取人為研究對象,t-mg=ma,體重計的支持力為
t=mg+ma=m(g+a)>mg
可見當人向上加速運動時,人對支持物(體重計)的壓力大于人的重力。(由于體重計對人的支持力大于人的重力而體重計對人的支持力與人對體重計的壓力是一對作用力與反作用力兩者應當相等)
根據(jù)以上兩例歸納給出超重的定義和判斷方法
(1)超重:物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力大于自身重力的現(xiàn)象叫超重。(板書)
(2)超重的判斷方法:當物體具有向上的加速度時(加速上升或減速下降)處于超重狀態(tài)(板書)
讓學生舉出超重的實例教師給以歸納:電梯加速上升或減速下降階段、宇宙飛船等航天器發(fā)射和回收階段(指落地前減速下降階段)等。(板書超重實例)
2.失重現(xiàn)象試驗:現(xiàn)減小裝置右側懸掛物質量使放手后左側物體向下的加速運動,我們再觀測彈簧秤示數(shù)的變化。(相對于系統(tǒng)靜止時)
提問:看到了什么現(xiàn)象?彈簧秤的示數(shù)減少,物體對彈簧秤的拉力減小。分析原因:取左側物體為研究對象,g-t=ma,彈簧秤的拉力為t=mg-ma=m(g-a)<mg
可見物體向下加速運動時,物體對懸掛物(彈簧秤)的拉力小于物體的重力。試驗:仍利用體重計,讓一人站在上面然后突然下蹲讓學生觀測人加速下降階段體重計示數(shù)的變化。
提問:看到了什么現(xiàn)象?體重計的示數(shù)減小,人對體重計的壓力減小。分析原因:取人為研究對象,t-mg=ma,體重計的支持力為
t=mg-ma=m(g-a)<mg
可見當人向下加速運動時,人對支持物(體重計)的壓力小于人的重力。(由于體重計對人的支持力小于人的重力,而體重計對人的支持力與人對體重計的壓力是一對作用力與反作用力)
由以上兩例歸納出失重的定義和判斷方法
(1)失重:物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力小于自身重力的現(xiàn)象叫失重。(板書)
(2)失重
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