《超重與失重》參考教案

5/5超重與失重★教學(xué)目標(biāo)知識與技能通過實(shí)驗認(rèn)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(shí)質(zhì)。進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的方法和步驟。過程與方法培養(yǎng)學(xué)生處理多共點(diǎn)力平衡問題時一題多解的能力。引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì)。情感態(tài)度與價值觀滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題。培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神?！锝虒W(xué)重點(diǎn)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì)?！锝虒W(xué)難點(diǎn)超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)?！锝虒W(xué)過程一、引入 師：今天我們繼續(xù)來學(xué)習(xí)用牛頓定律解決問題。首先請同學(xué)們回憶一個概念：平衡狀態(tài)。什么叫做平衡狀態(tài)。 生：如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。 師：物體處于平衡狀態(tài)時它的受力特點(diǎn)是什么？ 生：因為牛頓定律是力與運(yùn)動狀態(tài)相聯(lián)系的橋梁，所以根據(jù)牛頓第二定律知當(dāng)合外力為0時，物體的加速度為0，物體將靜止或勻速直線運(yùn)動。 師：當(dāng)一個物體受幾個力作用時，如何求解合力？ 生：根據(jù)平行四邊形定則將力進(jìn)行分解合成。 師：力的分解合成有注意點(diǎn)嗎？或力的分解合成有適用范圍嗎？學(xué)生會思考一會兒，但肯定會找到答案 生：力的分解合成只適用于共點(diǎn)力。 師：那什么是共點(diǎn)力？ 生：如果幾個力有共同的作用點(diǎn)或它們的延長線交于一點(diǎn)，那這幾個力叫做共點(diǎn)力。 師：回答得很好，剛才我們復(fù)習(xí)了一下物體的平衡狀態(tài)，如果物體處于非平衡的狀態(tài)時，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？今天我們先來研究一下超重和失重現(xiàn)象。二、超重與失重 師：自從神州六號飛船發(fā)射成功以來，人們經(jīng)常談到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我們就來研究這個問題。播放一段視頻增加學(xué)生的感性認(rèn)識 例3、人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。①人和電梯一同靜止時，人對地板的壓力為多大？NGNG【解析】NGNG因為人是靜止的所以合外力為0有：②人隨電梯以加速度a勻加速上升，人對地板的壓力為多大？NG【解析】:以加速度aNG看到了什么？人對地面的壓力竟然會大于本身的重力？③人以加速度a勻減速下降，這時人對地板的壓力又是多大？【解析】：以加速度a勻減速下降，因為減速，所以加速度方向與速度反向，物體是下降的，所以加速度方向是向上的。有人對地面的壓力還是大于本身的重力?、苋穗S電梯以加速度a(a<g)勻加速下降，人對地板的壓力多大？⑤人隨電梯以加速度a(a<g)勻減速上升，人對地板的壓力為多大？學(xué)生自己分析解答。不會有太大難度④⑤兩題加速度方向均向下，合外力向下，于是有 師：從上面的解題結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人加速上升和減速下降時，人對地面的壓力大于本身重力；當(dāng)人加速下降和減速上升時，人對地面的壓力小球本身重力。物理學(xué)中分別把這兩種現(xiàn)象叫做超重和失重?！径x】：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重?！径x】：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。 師：雖然從理論上我們推導(dǎo)出了應(yīng)該有這樣的現(xiàn)象，但我估計大家在日常生活中都沒有注意到這些現(xiàn)象，可能都有點(diǎn)懷疑。那你們有坐過電梯的經(jīng)驗嗎？電梯啟動上升時，你會心慌也會充分體會到“腳踏實(shí)地”的感覺，電梯停止上升時，你會頭暈，同時有種“飄飄然”的感覺，這就是超重失重引起的。還有坐汽車時，汽車速度很快上橋并從橋頂下橋，大家會突然覺得心突然變得空空的，很難受，那是失重造成的。大家可以看實(shí)驗視頻觀察實(shí)驗視頻實(shí)驗驗證 師：其實(shí)大家完全可以利用身邊的器材來驗證。實(shí)驗1、用彈簧秤掛上鉤碼，然后迅速上提和迅速下放。現(xiàn)象：在鉤碼被迅速上提的一瞬間，彈簧秤讀數(shù)突然變大；在鉤碼被迅速下放的一瞬間，彈簧秤讀數(shù)突然變小。 師：迅速上提時彈簧秤示數(shù)變大是超重還是失重？迅速下放時彈簧秤示數(shù)變小是超重還是失重？ 生：迅速上提超重，迅速下放失重。體會為何用彈簧秤測物體重力時要保證在豎直方向且保持靜止或勻速實(shí)驗2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計上，觀察下蹲和站起時秤的示數(shù)如何變化？在實(shí)驗前先讓同學(xué)們理論思考示數(shù)會如何變化再去驗證，最后再思考。（1）在上升過程中可分為兩個階段：加速上升、減速上升；下蹲過程中也可分為兩個階段：加速下降、減速下降。（2）當(dāng)學(xué)生加速上升和減速下降時會出現(xiàn)超重現(xiàn)象；當(dāng)學(xué)生加速下降和減速上升時會出現(xiàn)失重現(xiàn)象；（3）出現(xiàn)超重現(xiàn)象時加速度方向向上，出現(xiàn)失重現(xiàn)象時加速度方向向下。完全失重⑥人隨電梯以加速度g勻加速下降，這時人對地板的壓力又是多大？【解析】即當(dāng)電梯對人沒有支持力時，人只受重力，加速度大小為g，做的是自由落體運(yùn)動。同學(xué)們又看到了什么？人竟然可以對電梯沒有壓力？ 師：物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫做完全失重?！径x】：如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動，這時物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，好像完全沒有了重力作用，這種狀態(tài)是完全失重。 師：剛上課時我們看到的視頻里人類在太空中就處于完全失重狀態(tài)。演示實(shí)驗3、一個盛滿水的瓶子底部有一小孔，靜止在手中時，水會噴射而出；如果突然松手，讓瓶子自由下落時，讓學(xué)生觀察瓶子在下落過程中發(fā)生的現(xiàn)象？為什么？ 生：瓶子和水一起下落時，每一部分水和瓶子它們做的都是自由落體運(yùn)動，運(yùn)動情況完全一樣，所以它們之間沒有擠壓力，均處于完全失重狀態(tài)。沒有了擠壓力，水中了就不存在壓強(qiáng)了，所以上面的水也不會把下面的水往外壓了。也可以用反證法說明它們之間沒有壓力。觀看視頻問題：1、人隨電梯能以加速度a(a>g)勻加速下降嗎？不可能，最大只能是g2、如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？不會，仍然完全失重3、發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時，物體實(shí)際受的重力是否發(fā)生了變化？沒有變有！四、歸納總結(jié)（1）什么是超重（失重）現(xiàn)象？（2）什么情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？（3）為什么會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？【牢記】：1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。2、物體的重力與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。3、規(guī)律：物體具有豎直向上的加速度超重狀態(tài)物體具有豎直向下的加速度失重狀態(tài)超重還是失重由加速度方向決定，與速度方向無關(guān)觀看視頻，激發(fā)興趣，加強(qiáng)感官印象例4、在一個封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重量，根據(jù)讀數(shù)與實(shí)際重力