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课题 4.6 超重和失重
课型 新授课 课时 1 课时
教 学 目标 1 ．物理观念：通过学习超重、失重，了解运动和力的关系。 2 ．科学思维：建立超重、失重模型，推出弹力和重力之间的关系。 3 ．科学探究：了解重力测量方法，探究超重、失重现象。 3 ．科学态度与责任：通过坐电梯等各种活动， 结合生活体验理解超重和失重形成 探索自然的驱动力。
学 习 重点 1.认识超重和失重现象 2. 会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题
学 习 难点 1.理解实重和视重 2. 超重和失重的判断 3.有关超重失重问题的相关分析
学 情 分析 学生学生已经学习过受力分析， 牛顿定律等知识， 且超重和失重是生活中常见 的物理现象， 教材中安排的这一节课属于牛顿第二定律应用部分的内容， 既能促使 学生进一步巩固前面所学内容，使学生体验物理知识与日常生活、现代科技的联系， 又能为后面天体运动中的完全失重问题做铺垫， 很大程度激发了学生的学习兴趣。
核 心 知识 1.了解测量重力的两种方法，知道什么是视重. 2.知道什么是超重和失重现象，会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题.
教学内容及教师活动设计 （含情景设计、问题设计、学生活动设计等内容） 教师个人复备
4.6 超重和失重
【演示实验，引入新课】 一位同学站在电子秤上， 先静止后快速蹲下，将电子秤 的示数投影在多媒体上，记录下该同学静止时电子秤的 实数和快速蹲下过程中示数的变化 思考： 1.该同学的重力是多少？ 2.电子秤测量质量的原理是什么？
【进行新课】 一 、重力的测量 基本概念 (1) 实重:物体实际所受的重力。 (2) 视重:弹簧测力计或台的示数叫物体的视重。 1. 重力的两种常用测量方法 方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度 g，再用天平测量物体的 质量，利用牛顿第二定律可得重力为G=mg 方法二： 利用力的平衡条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在 测力计上， 使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的 拉力或支持力的大小相等， 测力计的示数反映了物体所受的重力大小这 是测量重力最常用的方法。 思考： 3.该同学快速蹲下经历了几个运动过程？ 4.加速蹲下过程该同学的受力如何？ 受到的重力与支持力谁大？ 加速度向什么方向？ 5.减速蹲下过程该同学的受力如何？ 受到的重力与支持力谁 大？ 加速度向什么方向？
二、 超重和失重 （1）超重： 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力 的现象，即视重大于实重； （2）失重： 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于于物体所受重 力的现象，即视重小于视重； （3）超重和失重的几种运动情况 结论： 当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，处于超重状态； 当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，处于失重状态。 【思考】 当物体处于失重状态，且 a＝g 时会发生什么现象？ 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 等于零的情况称为完全失重 现象。 【演示实验】 盛水的塑料瓶扎两个小孔， 水从小孔喷出； 现让塑料瓶自由下落， 观察 现象，解释原因 【特别提示】 1. 物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在， 大小也没有变化, 只是“视重”发生了改变。 2. 超重或失重现象与物体速度的大小和方向无关，只取决于加速度的 方向。 3.当物体具有坚直向上的加速度分量时,也属于超重;物体具有坚直向下 的加速度分量时,也属于失重。 4.在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会消失,如天平失 效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强、物体对 桌面无压力等。
三、 有关超重失重问题的分析 【例 1】升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为 20 kg 的 物体(g ＝10 m/s2)，则升降机以 1 m/s2 的加速度竖直上升时， 物体处于超 重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ 【答案】超重 220 N 当升降机以 1 m/s2 的加速度竖直上升时， 加速度方向向上，物体处于超 重状态， 根据牛顿第二定律 FN ′－mg＝ma1 解得 FN ′＝220 N，由牛顿第三定律， 物体对台秤的压力大小为 220 N. 【变式 1】在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当 电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时， 传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示。试由此 图回答问题： (g 取 10 m/s2) (1)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变 化？ (2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？ 【答案】(1)30 N 不变 (2)6.67 m/s2 6.67 m/s2 【解析】(1)根据题意 ，4～18 s 物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件 及牛顿第三定律知： 台秤受的压力和物体的重力相等 ，即 G＝30 N 根据超重和失重的本质得： 物体的重力不变。
(2)超重时：台秤对物体的支持力最大为 50 N ，由牛顿第二定律得
F合 50－30 a1＝ m ＝ 3 m/s2≈6.67 m/s2 ，方向向上。
失重时：台秤对物体的支持力最小为 10 N ，由牛顿第二定律得 a2
= F合 ′ m = 30－10 3 m/s2≈6.67 m/s2 ，方向向下。
例 2 如图所示,两个物体A 、B 叠放在一起,接触面粗糙. (1)若将它们同时自由释放,不计空气阻力,在空中运动的过程中,两个物体始终保持 图中位置关系没有分离,则物体 B (填选项前的字母). (2)若将它们同时竖直向上抛出,不计空气阻力,在空中运动的过程中,两个物体始终 保持图中位置关系没有分离,则物体 B (填选项前的字母). (3)若将它们同时水平抛出,不计空气阻力,在空中运动的过程中,两个物体始终保持 图中位置关系没有分离,则物体 B (填选项前的字母). A.只受重力 B.受重力和A 对它的压力 C.受重力和A 对它的摩擦力 D.受重力、A 对它的压力和摩擦力 【多媒体展示】 实际中涉及超重失重现象的领域
【课堂小结】
板书设计
一 、 重力的测量 1. 实重:物体实际所受的重力。 视重:弹簧测力计或台的示数叫物体的视重。 2. 重力的两种常用测量方法 （1）G=mg （2）利用力的平衡条件 二、 超重和失重 1. 超重： 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象， 即视重大于 实重； 2. 失重： 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于于物体所受重力的现象， 即视重小 于视重； 三、 超重和失重的几种运动情况 结论： 当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时，处于超重状态； 当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时，处于失重状态。
作业设计
课后 2.3.4题
教学反思
本节课是力和运动这一章的最后一节课，是牛顿运动定律在实际生活中的应用，学生从乘坐电梯，坐过山车，蹦极谈自己的感受，通过在体重计上体验超重和失重，再经历理论分析理解什么是超重和失重，继续通过演示实验理解超重和失重，从生活到物理原理再应用到生活中，这就是物理知识学习的目的，本节课虽然是一节规律的应用课，它将物理必修1的运动学，力学很好的结合在一起分析问题，是牛顿三大运动定律的诠释和迁移应用，让同学们更加期待加入我国航天领域的研究。

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