高中物理 4.6《超重和失重》教案 粵教版必修1

1、超重和失重一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)1掌握超重、失重現(xiàn)象及其實(shí)質(zhì)2用牛頓第二定律解釋超重和失重的原因（二）能力滲透點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律分析，解決實(shí)際問(wèn)題的能力（三）德育滲透點(diǎn)知識(shí)是力量的源泉，知識(shí)是能力的基礎(chǔ)的辯證唯物主義思想的滲透（四）美育滲透點(diǎn)通過(guò)本節(jié)教學(xué)，使學(xué)生在推理中了解現(xiàn)象的本質(zhì)，體驗(yàn)自然規(guī)律的邏輯美二、學(xué)法引導(dǎo)1運(yùn)用討論式引人超失重現(xiàn)象，引起學(xué)生思考2利用演示實(shí)驗(yàn)，結(jié)合牛頓第二定律討論原因3師生討論視重與重力的辯證關(guān)系三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法1重點(diǎn)超重和失重的實(shí)質(zhì)不是物體重力發(fā)生了變化，而是物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Πl(fā)生了變化2難點(diǎn)示重

2、，視重與實(shí)重的概念及區(qū)別3疑點(diǎn)超重和失重在生產(chǎn)生活中有什么用途?4解決辦法在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析，思考，用事實(shí)說(shuō)話(huà)（如彈簧秤提一物加速上升，學(xué)生根據(jù)實(shí)物本身未變化，地球?qū)ζ湟Σ蛔兊氖聦?shí)可知，超重并不是物體重力發(fā)生變化），使學(xué)生掌握超重和失重的本質(zhì)及現(xiàn)象。四、課時(shí)安排1課時(shí)五、教具學(xué)具準(zhǔn)備多媒體投影儀彈簧秤、鉤碼、重錘、非常細(xì)的線(xiàn)、鐵架臺(tái)六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)1教師結(jié)合學(xué)生的實(shí)際體驗(yàn)介紹有關(guān)超失重現(xiàn)象引入課題2師生共同以實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)驗(yàn)證，并以討論的形式結(jié)合牛頓第二定律來(lái)從理論上闡述3通過(guò)練習(xí)來(lái)辨析視重與重力的關(guān)系，鞏固知識(shí)七、教學(xué)步驟（一）明確目標(biāo)用牛頓第二定律解釋超重與失重原因（二）整體感

3、知當(dāng)懸掛物拉著物體加速向上時(shí)，由于向上的加速度，懸掛物對(duì)物體的作用力大于重力，據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)懸掛物拉力大于重力出現(xiàn)超重現(xiàn)象當(dāng)懸掛物拉著物體向下加速時(shí)懸掛物拉力小于物體重力，由牛頓第三定律，物體對(duì)懸掛物的拉力小于物體重力，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，可見(jiàn)，超重與失重，是物體對(duì)懸掛物（或支持物）的拉力（或壓力）增大或減小，而不是物體重力發(fā)生了變化（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)及目標(biāo)完成過(guò)程自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來(lái)，人們經(jīng)常談到超重和失重，究竟什么是超重和失重呢?今天我們來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題1超重現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1將圖320所示裝置放到桌上，用多媒體投影儀放大彈簧秤讀數(shù)裝置左邊為彈簧秤和彈簧秤下掛一鉤碼，右邊為一

4、重錘用手抓住重錘，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)學(xué)生觀(guān)察屏幕上彈簧秤的讀數(shù)并記錄下來(lái)將抓住重錘的手放開(kāi)，與此同時(shí)請(qǐng)學(xué)生觀(guān)察屏幕上彈簧秤示數(shù)比較兩次讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)后者彈簧秤示數(shù)比前者大，為什么呢?當(dāng)用手握住重錘時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)（平衡狀態(tài)）此時(shí)彈簧秤示數(shù)應(yīng)等于鉤碼的重力，也就是鉤碼對(duì)彈簧秤的拉力等于鉤碼自身重力當(dāng)放開(kāi)握重錘的手時(shí)，在重錘作用下，彈簧秤與鉤碼加速上升，設(shè)加速度為a，以鉤碼為研究對(duì)象，據(jù)牛頓第二定律mg可知Fmgma Fmgmamg 圖320由分析可知，當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時(shí)，彈簧秤對(duì)物體的拉力大于物體的重力，根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)彈簧秤的拉力大于物體的重力（平衡時(shí)物體對(duì)彈簧秤拉力

5、等于物體重力）結(jié)論：當(dāng)物體存在向上的加速度時(shí)，它對(duì)懸掛物的拉力大于物體的重力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超重學(xué)生活動(dòng)學(xué)生思考并回答：若將一稱(chēng)體重的體重計(jì)放在加速上升的升降機(jī)上，你所看到的讀數(shù)與體重比較是增大了?還是相等?還是減少?請(qǐng)同學(xué)用一根細(xì)線(xiàn)拴住重錘緩慢上提細(xì)線(xiàn)不斷，若同學(xué)們迅速通過(guò)細(xì)線(xiàn)將重物上提，細(xì)線(xiàn)則被拉斷這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了什么?上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，重錘或鉤碼或人的質(zhì)量變了嗎?重力變了嗎?（回答均未變）所以，發(fā)生超重現(xiàn)象時(shí)，是物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫υ龃罅?，物體自身重量沒(méi)有發(fā)生變化2失重現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)：如321裝置鐵架臺(tái)左邊是彈簧秤下掛的重錘，右邊為鉤碼，仍請(qǐng)同學(xué)觀(guān)察屏幕上彈簧秤讀數(shù)并記下先用手抓住

6、鉤碼，使整個(gè)裝置平衡，請(qǐng)同學(xué)觀(guān)察彈簧秤讀數(shù)并記錄下來(lái)迅速放開(kāi)抓住鉤碼的手，重錘加速下降，與此同時(shí)，請(qǐng)同學(xué)觀(guān)察屏幕上彈簧秤示數(shù)，并記錄下來(lái)結(jié)論是第二次彈簧秤示數(shù)小于第一次彈簧秤示數(shù)什么原因造成的呢，我們來(lái)分析當(dāng)用手握住鉤碼，整個(gè)裝置平衡，彈簧秤示數(shù)應(yīng)等于重錘的重力， 圖321或者說(shuō)重錘對(duì)彈簧秤的拉力等于重錘的重力當(dāng)放開(kāi)握鉤碼的手時(shí)，重錘加速下降，由牛頓第二定律：mgFma Fmgmamg可見(jiàn)，當(dāng)物體有豎直向下的加速度時(shí)，物體對(duì)懸掛物的拉力小于物體的重力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為失重失重時(shí)，物體自身重力不變化討論：（1）當(dāng)電梯里放有一臺(tái)體重計(jì)，人站在電梯里的體重計(jì)上，電梯靜止時(shí)，體重計(jì)讀數(shù)與人體重比較應(yīng)如何，

7、當(dāng)電梯加速下降時(shí)呢?（2）若電梯下降的加速度為g，體重計(jì)示數(shù)為多少?（這種現(xiàn)象稱(chēng)完全失重）3示重、視重與實(shí)重上面所說(shuō)彈簧稱(chēng)的讀數(shù)，體重計(jì)的讀數(shù)，習(xí)慣上稱(chēng)為示重或視重，而物體受地球引力產(chǎn)生的重力為實(shí)重（四）總結(jié)、擴(kuò)展物體具有豎直向上的加速度時(shí)，物體就超重；物體具有豎直向下的加速度時(shí)，物體就失重，若向下的加速度為g，則稱(chēng)為完全失重超重與失重的實(shí)質(zhì)是物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫υ龃蠡驕p小了，而物體自身重力并未發(fā)生改變超重與失重在生活中常見(jiàn)，為減輕橋梁所受壓力，橋一般造成凸型，使汽車(chē)過(guò)橋時(shí)有一個(gè)向下的加速度而使橋梁所受壓力減輕，如圖322所示當(dāng)車(chē)經(jīng)過(guò)凹陷的路面時(shí)，由于有豎直向上的加速度而出現(xiàn)超重

8、現(xiàn)象，往往使車(chē)輪胎由于壓力大而爆破。 圖322在宇宙飛船上，由于失重現(xiàn)象，食品主要是流體，象棋需磁性棋子等背景知識(shí)與課外閱讀余弦定理在運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用圖323甲如圖323（甲）所示，一輪子在地面上做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，輪子的軸心O的速度恒為，輪邊緣上一點(diǎn)A，相對(duì)輪心的位置可用角表示，當(dāng)A點(diǎn)與地（點(diǎn)C）重合時(shí)0°，試求A點(diǎn)轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)，相對(duì)地面的速度大小解析：設(shè)輪子半徑為R，當(dāng)點(diǎn)A轉(zhuǎn)到角位置時(shí)，輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度點(diǎn)A相對(duì)O點(diǎn)的速度為v，其大小為R，方向與A點(diǎn)處的半徑垂直，如圖323（乙）所示設(shè)A點(diǎn)相對(duì)地面的速度為vA，由余弦定律得：圖323乙 對(duì)于輪子的觸地點(diǎn)，其速度為零，這是輪子軸心的速

9、度與點(diǎn)相對(duì)輪心轉(zhuǎn)動(dòng)的速度R疊加的結(jié)果，即R0，所以R，代入的表達(dá)式得，故輪緣點(diǎn)A相對(duì)地面速度大小為2sin隨堂練習(xí)1一個(gè)彈簧秤最多能掛上60kg的物體，在以5m加速下降的電梯里，則它最多能掛上_kg物體，如果在電梯內(nèi)彈簧秤最多能掛上40kg物體，此刻電梯在作_運(yùn)動(dòng)加速度值為_(kāi)m（g取10m）2一電梯從靜止開(kāi)始上升，在電梯頂板的彈簧秤下懸掛一質(zhì)量為3kg的物體，前5s內(nèi)彈簧秤示數(shù)為36N，第二個(gè)5s內(nèi)示數(shù)為30N，最后5s內(nèi)示數(shù)為24N，且在第15s末電梯停止，求電梯在此15s內(nèi)上升高度3關(guān)于超重與失重，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A超重就是物體的重力增加了B失重就是物體的重力減少了C完全失重就是物體的重力一點(diǎn)都沒(méi)有了D不論是超重還是失重，物體的重力是不變的4如圖324所示，在原來(lái)靜止的木箱內(nèi)，放有A物體，物體被一伸長(zhǎng)的彈簧拉住且恰好靜止，突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動(dòng)，則木箱的運(yùn)動(dòng)情況可能是（ ）A加速下降 B減速上升C勻速向右運(yùn)動(dòng) D加速向左運(yùn)