超重和失重教案

[高一物理教案3-7]超重和失重

3.7

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、培养学生分析和解决问题的能力

二、重点难点重点超重和失重难点应用

三、教学方法实验、讲练

四、教学用具弹簧秤、钩码

五、教学过程

（一）、新课引入自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重那么，什么是超重和失重呢，本节课对此作专题研究

（二）、超重现象例题1升降机以

0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的人的质量是50kg,人对升降机地板的压力是多大？如果人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？分析人和升降机以共同的加速度上升，因而人的加速度是已知的，运用隔离法，以人作为研究对象进行受力分析人在升降机中受到两个力重力G和地板的支持力F,升降机地板对人的支持力和人对升降机地板的压力是一对作用力和反作用力，据牛顿第三定律，只要求出前者就可以知道后者取竖直向上为正方向，则F支，a均取正值，G取负值，依牛顿第二定律得F支一G=ma贝1J尸支=6+012代入数值得F支=515N,所以，F压=尸支=515由问如果升降机是静止的或做匀速直线运动，人对升降机地板的压力又是多大？F压=F支=0^=50N比较上述两种情况，可以发现当升降级机加速上升时，人对升降机地板的压力大于人的重力例题2一个质量是40kg的物体，随升降机一起以2m/s2的加速度竖直减速下降，求物体对升降机地板的压力大小，是大于重力还是小于重力？学生分析得到此时人对升降机地板的压力F=480N,也超过人的重力400N,即产生了超重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称为超重现象超重的动力学特征支持面（或悬线）对物体的（向上）作用力大于物体所受的重力超重的运动学特征物体加速度向上，它包括可能的两种运动情况向上加速运动或向下减速运动产生超重现象时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力增大

（三）、失重现象（类比法可以得到）

1、当物体有向下的加速度时，（包括匀减速上升，匀加速下降），F压或F拉小于G,产生失重现象

2、当物体有向下的加速度且a=g时，F压=0或F拉=0,产生完全失重现象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称为失重现象失重的动力学特征支持面（或悬线）对物体的（向上）作用力小于物体所受的重力失重的运动学特征物体加速度向下，它包括可能的两种运动情况向下加速运动或向上减速运动产生失重和完全失重时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力

（四）、巩固练习

1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上，在下列哪种情况下，弹簧秤读数最小A.升降机匀速上升1B.升降机匀加速上升，且2=—g21C.升降机匀减速上升，且2=—g2D.升降机匀加速下降，且2=」且

32、解答课文上的【思考与讨论】.

（五）超重与失重的应用例题2某人在a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举mi=75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=50kg的物体，则此升降机上升的最大加速度为多大？（g=10m/s2）解设此人在地面上的最大“举力”是F,那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为F,以物体为研究对象当升降机以加速度ai=2m/sz匀加速下降时，对物体有mig-F=miai F=mig-ai，F=75X10-2=600N设人在地面上最多可举起质量为mo的物体F600rlI贝I」F=mog mo=—==60kgg100当升降机以a2匀加速上升时，对物体有:F_600F—m2g=m2a2a2g10=2m/s2二二■-m502升降机匀加速上升的加速度为2m/s2例题3质量为2kg的物体通过弹簧秤挂在升降机的顶板上，升降机在竖直方向运动时，弹簧秤的示数为16N,当升降机的速度为3m/s时，经过1s,升降机的位移可A.8m B.4m C.3m D.2m能为g取为lOm/s解析弹簧秤的示数小于物体受的重力，说明升降机有竖直向下的加速度，以物体为研究对象，这个加速度的大小由mg-F=ma得m2-F a=-2x10-1679mm/s-2m/s2计时开始，若升降机正在匀加速下降，则1s内它的位移是119h]=vot+—at-3xl+—x2xl m=4m22若升降机正在匀减速上升，则Is内它的位移是119h2=vot+—at2=3x1——x2xl m=2m22答案B.D

六、课堂小结C当物体有向下的加速度时，产生超重C超重Y超重和实质重力不变Fmg失重r当物体有向下的加速度时，产生失重失重，当物体有向下的加速度，且a=g时，产生完全失重实质重力不变，0WFVmg

（七）、课外作业课本P64练习六⑴、

（2）、

（3）、

（4）※第八节、惯性性和非惯性系（略）注第九节请参照期中复习教案

23、24的内容。