1、超重和失重一、教學(xué)目標(biāo)1了解超重和失重現(xiàn)象；2運(yùn)用牛頓第二定律研究超重和失重的原因；3培養(yǎng)學(xué)生利用牛頓第二定律分析問題和解決問題的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)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(shí)，物體對(duì)支持物的壓力或拉力的變化，這一點(diǎn)學(xué)生理解起來往往困難較大。讓學(xué)生理解超重和失重的本質(zhì)是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)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(duì)支持物的壓力和拉力的計(jì)算，是牛頓第二定律應(yīng)用的一個(gè)方面，也應(yīng)作為本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)之一。三、教具演示教具：超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細(xì)線、下面扎孔的可樂瓶、錄像資料。學(xué)生用具：彈簧秤、鉤碼、

2、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用重錘、繡花線。四、主要教學(xué)過程(一)引入新課看錄像片航天飛機(jī)上的失重現(xiàn)象失重物體的運(yùn)動(dòng)。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(jī)中發(fā)生的。航天飛機(jī)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(xué)過程設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)：介紹裝置，架子上有兩個(gè)滑輪，兩邊掛有重物。我們?nèi)∽筮叺闹匚锛右匝芯?，重物靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對(duì)彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)，

3、我們?cè)儆^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(duì)繩的拉力增大。以上實(shí)驗(yàn)可以用更簡單的裝置來完成，只不過觀察時(shí)的效果稍差一些。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大于物體所受的重力，物體對(duì)繩的拉力大于物重。學(xué)生小實(shí)驗(yàn)：細(xì)線拉重錘(繡花線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)，線斷。分析原因：取物體為研究對(duì)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(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧對(duì)物體的拉力大于物體靜止時(shí)的拉力，Tmg，物體對(duì)彈簧的拉力大

4、于物重。舉例：起重機(jī)在吊起重物時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)都不讓物體的加速度過大是什么原因？(2)學(xué)生列舉生活中的感受：電梯向上起動(dòng)時(shí)，電梯對(duì)人的支持力大于靜止時(shí)的支持力，同樣人對(duì)電梯的壓力也大于物重；電梯下降剎車時(shí)也一樣。只要物體的加速度方向是向上的，就會(huì)產(chǎn)生以上現(xiàn)象。提問：在電梯中放一彈簧測(cè)力秤，人站在上面。當(dāng)電梯向上加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)，人對(duì)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(shí)有很大的向上的加速度，內(nèi)部發(fā)生的是超重現(xiàn)象。當(dāng)物體存在向上的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓

5、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(shí)，物重并沒有變化。2失重現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)：重物靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對(duì)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(yùn)動(dòng)，我們?cè)儆^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(duì)支持物的拉力減小。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：觀察感受失重現(xiàn)象。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向下做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)小于物體所受的重力。(注意對(duì)減速時(shí)的示數(shù)增大的解釋。)取物體為研究對(duì)象，G-T=ma，彈簧秤的拉力為T=mg-ma=m(g-a)討論：(1)物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧對(duì)

6、物體的拉力小于物體靜止時(shí)的拉力，Tmg，物體對(duì)彈簧的拉力小于物重。(2)學(xué)生列舉生活中的感受：電梯向下起動(dòng)時(shí)，電梯對(duì)人的支持力小于靜止時(shí)的支持力，同樣人對(duì)電梯的壓力也小于物重；電梯上升剎車時(shí)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(shí)，人對(duì)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(dāng)物體存在向下的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力(或拉力)小于物重的現(xiàn)象，叫做失重。當(dāng)a=g時(shí)，T=0，叫做完全失重。發(fā)生失重時(shí)，物重并沒有變化。實(shí)驗(yàn)：在可樂瓶下面扎一些小孔，裝上水后水從小孔噴出。把水瓶拋出，噴水情況會(huì)怎樣變化？分析瓶拋

7、出后，水怎樣噴。讓學(xué)生先分析可能發(fā)生的現(xiàn)象，再觀察上拋時(shí)的現(xiàn)象，下拋的情況讓學(xué)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(duì)瓶無壓力，水不噴。3例題例1 關(guān)于電梯的幾種運(yùn)動(dòng)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(gè)在地面上能舉起100千克質(zhì)量杠鈴的運(yùn)動(dòng)員在一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)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2：一臺(tái)升降機(jī)的地板上放著一個(gè)質(zhì)量為m的物體，它跟地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，可以認(rèn)為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。一根勁度系數(shù)為k的彈簧水平放置，

8、左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時(shí)彈簧的伸長為x，彈簧對(duì)物體有水平向右的拉力，求：升降機(jī)怎樣運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體才能被彈簧拉動(dòng)？分析：物體開始沒有滑動(dòng)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(duì)物體的壓力才能減少最大靜摩擦力，當(dāng)f=N=kx時(shí)物體開始滑動(dòng)。取物體為研究對(duì)象，受力如圖，當(dāng)物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)或向上的減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能使地面對(duì)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(jī)做ag-kx/m的向下的勻加速運(yùn)動(dòng)或向上的勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可以在地面上滑動(dòng)。(三)小結(jié)：發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，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(duì)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(jī)中的失重現(xiàn)象。請(qǐng)大家思考一下，航天飛機(jī)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(xí)(1)(2)(3)五、說明1本節(jié)課可采用在教師引導(dǎo)下，教師跟學(xué)生共同討論研究的方式進(jìn)行。在教學(xué)中教師要注意學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受情況，恰當(dāng)?shù)靥岢鰡栴}，對(duì)學(xué)生