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第四章 运动和力的关系
第6节 超重和失重
教学设计
问题与目标
1.能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题。
2.通过实验，认识超重和失重现象，能通过牛顿运动定律对它们进行定量分析，并能分析和说明一些简单的相关问题。
重点与难点
重点
超重和失重的实质
在超重和失重中对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算
难点
利用牛顿第二定律解决超重、失重问题。
教学准备
教师要求
弹簧拉力计、钩码。
学生要求
复习牛顿第二定律，预习新课。
教学过程
一、导入新课
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？
二、新课教学
（一）重力的测量
【教师活动】提问重力的产生及重力的三要素。
【学生活动】重力是地球表面的物体受到地球吸引而产生的力。三要素为：作用在物体的重心；大小为；方向为竖直向下。
【教师活动】引导学生思考有哪些可以测量重力的方法。
【学生活动】1.可以根据当地的重力加速度g，用公式计算得到。
2.可以依据用弹簧测力计测量。
（二）超重和失重
【教师活动】让学生们用测力计测量砝码的重力。手持挂有钩码的拉力计向下移动，观察拉力计的示数变化。
【学生活动】观察拉力计示数，手持拉力计向下移动时，示数先减小后增大再减小。
【教师活动】让学生们探讨拉力计示数发生变化的原因。
【学生活动】①当拉力计加速向下运动时，受力情况如图所示
取砝码为研究对象：由牛顿第二定律有：G－F拉=ma，拉力计的拉力为
F拉=mg－ma=m（g－a）
有公式可见，取向下为正，当加速向下时，a值为正，拉力小于砝码重力，拉力计的示数小于砝码重力，所以砝码处于失重。
②当拉力计减速向下运动时，受力情况如图所示
取砝码为研究对象：由牛顿第二定律有：F拉－G=ma，拉力计的拉力为
F拉=mg+ma=m（g+a）
有公式可见，取向下为正，当减速向下时，a值为负，拉力大于砝码重力，拉力计的示数大于砝码重力，所以砝码处于超重。
1.定义：
失重：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，叫作失重现象。
超重：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，叫作超重现象。
完全失重：加速度方向竖直向下，a=g，FN=0。
2.条件：
失重：当物体的加速度向下时（与重力加速度同向），物体处于失重状态。
超重：当物体的加速度向上时（与重力加速度反向），物体处于超重状态。
3.超重与失重的判断
当我们需要判断物体的超重、失重状态时，我们首先要根据物体的受力情况，分析物体所受合力方向；再根据合力方向判断物体的加速度方向；最后根据加速度方向判断超、失重。
三、课堂小结
这节课我们学习了超重与失重的概念以及产生条件，也学会了如何判断超重与失重状态。
四、作业设计
完成课本第105-107页习题。
课堂练习
1.下列关于超重与失重的说法正确的是( )
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.在超重现象中,物体的重力是增大的
C.物体处于完全失重状态时,其重力一定为零
D.如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量)
2.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的的形变量比电梯静止时的形变量大，这一现象表明此过程中( )
A.电梯一定是在下降 B.电梯一定是在上升
C.乘客一定处在超重状态 D.乘客一定处在失重状态
3.某人站在沿竖直方向运动的电梯内,他受到电梯的支持力为所受重力的,则以下判断正确的是()( )
A.电梯加速度大小为,人处于超重状态 B.电梯加速度大小为,人处于失重状态
C.电梯加速度大小为,人处于超重状态 D.电梯加速度大小为,人处于失重状态
答案以及解析
1.答案：D
解析：游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于静止状态,不是处于失重状态,A不符合题意;在超重现象中,物体的重力是不变的,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力变大了,B不符合题意;物体处于完全失重状态时,其重力不变,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力为零,C不符合题意;如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量),D符合题意;故选D。
2.答案：C
解析：电梯静止不动时，小球受力平衡，有：
弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，说明弹力变大了，根据牛顿第二定律，有：
故加速度向上，电梯减速下降或者加速上升运动，电梯以及电梯中的人处于超重状态；
故ABD错误，C正确；
故选：C。
3.答案：B
解析：电梯对人的支持力,根据牛顿第二定律得:,解得人的加速度,方向竖直向下,人处于失重状态,故选B。
第6节 超重和失重
一、重力的测量
1.可以根据当地的重力加速度g，用公式G=mg计算得到。
2.可以依据F=mg用弹簧测力计测量。
二、超重和失重
1.定义
失重：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，叫作失重现象。
超重：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，叫作超重现象。
完全失重：加速度方向竖直向下，a=g，FN=0。
2.条件：物体加速度竖直向上时物体超重；物体加速度竖直向下时物体失重。
3.超重与失重的判断
首先要根据物体的受力情况，分析物体所受合力方向；再根据合力方向判断物体的加速度方向；最后根据加速度方向判断超、失重。

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