超重和失重·教案.doc

超重和失重·教案
 一、教学目标
1．了解超重和失重现象；
2．运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因；
3．培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。
二、重点、难点分析
1．超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化，而是物体在竖直方向有加速度时，物体对支持物的压力或拉力的变化，这一点学生理解起来往往困难较大。让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一，也是后面理解航天器中失重现象的基础。
2．超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算，是牛顿第二定律应用的一个方面，也应作为本节教学的重点之一。
三、教具
演示教具：超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、录像资料。
学生用具：弹簧秤、钩码
四、主要教学过程
(一)引入新课
1、同学们都有称量体重的经历，如果在体重计上突然下蹲，或者蹲在体重计上突然
起立，体重计的示数会不会变化？
2、乘坐电梯时，当电梯向上启动和下楼停止时， 可能会有头晕的感觉。
提问：这是什么原因呢?．
这与今天我们要学习的内容有关
(二)教学过程设计
板书：超重和失重
我们先来研究一下重力的测量原理。
板书：1．重力的测量原理
1.重力：由于地球吸引而使物体受到的力 G=mg （实重）
2.重力的称量：（用测力计称量）
测力计显示的读数实质是物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力 （视重）
提问：物体既不静止也不做匀速直线运动,视重还等于物重吗 ?
二、实验探究物体视重的变化
1、视频演示：乘坐电梯的发现。
2、学生分组实验:
在弹簧测力计下挂一重物，用手提着弹簧测力计，使重物在竖直方向上做多种方式的运动。观察并记录弹簧测力计示数的变化情况。
①请学生回答所记录的情况（老师引导学生）

弹簧测力计的示数
加速度的方向
静止和匀速运动
等于重力
无
由静止到向上运动
大于重力
向上
由向上运动到静止
小于重力
向下
由静止到向下运动
小于重力
向下
由向下运动到静止
大于重力
向上

②请学生讨论并回答讨论交流：
（1）在重物上下运动过程中，其重力是否变化？
（2）弹簧测力计的示数是由哪一个力的大小决定的?
(3) 在哪些情况下弹簧测力计的示数等于物体所受的重力？
在哪些情况下弹簧测力计的示数不等于物体所受的重力？
引导学生分析原因：
(1)取物体为研究对象，当物体的加速度向上时，T-G=ma，弹簧秤的拉力为T=mg+ma=m(g+a)
弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力，T＞mg，物体对弹簧的拉力大于物重。
(2) 当物体的加速度向下时， G - T =ma，弹簧秤的拉力为T=mg-ma=m(g-a)
弹簧对物体的拉力小于物体静止时的拉力，T<mg，物体对弹簧的拉力小于物重。
总结：我们把这种现象称为超重和失重现象。
三、超重和失重现象
1、超重现象:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象（视重>实重)
2、失重现象:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象（视重<实重）
让学生结合刚才所观察视频分析讨论下表的内容，并请学生回答。

运动过程
v 方向
a方向
N与 G的关系
物体状态

电梯的运动过程
加速上升

匀速上升

减速上升

加速下降

匀速下降

减速下降

老师引导总结：
1、物体处于超重或失重状态时，物体的重力并没有变化，只是物体对支持物的压力（或对悬线的拉力）发生了变化。（视重发生了变化）
2、发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。
3、 超重和失重的条件及规律：
超重：物体具有竖直向上的加速度（视重>实重)
失重：物体具有竖直向下的加速度（视重<实重)
提问：物体处于超重或失重状态，是不是意味着物体一定在竖直方向运动？
不是，只要物体具有竖直方向的加速度就行了。
提问：若物体与弹簧秤共同做自由落体运动 ，则物体对弹簧秤的拉力为多少？
①老师先做演示实验让学生观察
②计算；物体加速度向下且a=g
mg － F＝ ma
即 F＝ m(g － a)＝ 0 (N)
我们把这种对支持物的压力或（对悬挂物的拉力）为零的现象叫做完全失重现象
四、完全失重：物体对支持物的压力或（对悬挂物的拉力）为零的现象。（视重=０）
在完全失重状态下，所有因重力而产生的效应都将消失
举例说明：在太空中，天平、台秤和弹簧秤都不能称重重力。

老师解释课前提出的问题：
1、 同学们都有称量体重的经历，如果在体重计上突然下蹲，或者蹲在体重计上突然起立，体重计的示数会不会变化？
（突然下蹲，人处于失重状态，示数变小；突然起立，人处于超重状态，示数变大）
2、 乘坐电梯时，当电梯向上启动和向下停止时，可能会有头晕的感觉。
（此时，人处于超重状态，血液会往腿部流去，大脑会缺乏血液，人可能会头晕）
五:课堂练习：
在火箭竖直升空的加速阶段，当加速度达到70m/s时，宇航员对座椅的压力大小等于自身重力的多少倍？此刻宇航员处于超重还是失重状态？
六：讨论交流:
在本章第2节采用如右图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系时，为什么要求m<<M呢？

七：布置作业：练习(1) (3)