《牛顿运动定律全套教案(4)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牛顿运动定律全套教案(4)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超重和失重一、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、下面扎孔的可乐瓶、 录像资料。学生用具
2、：弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线。四、主要教学过程( 一) 引入新课看录像片航天飞机上的失重现象失重物体的运动。提问： 刚才所看到的录像片是在什么地方发生的？它向我们展示了一种什么 现象？这里给我们展示了失重现象， 是在航天飞机中发生的。 航天飞机在起飞中产 生了超重现象， 在太空中又产生了失重现象。 超重和失重是怎么产生的呢？这就 是我们这节课研究的内容。( 二) 教学过程设计板书：十、超重和失重我们先来研究一下超重现象。板书： 1超重现象实验：介绍装置，架子上有两个滑轮，两边挂有重物。我们取左边的重物加 以研究，重物静止时， 弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的 拉力
3、等于物体所受的重力。 放手后物体做向上的加速运动， 我们再观察弹簧秤示 数的变化。提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数增大，物体对绳的拉力增大。以上实验可以用更简单的装置来完成，只不过观察时的效果稍差一些。 弹簧 秤下挂一重物， 物体静止时， 弹簧秤的示数等于物体所受的重力。当物体向上做 加速运动时，弹簧秤的示数大于物体所受的重力，物体对绳的拉力大于物重。学生小实验：细线拉重锤 ( 绣花线、打点计时器用重锤 ) 。线系在重锤上，缓 慢拉起，再让重锤做向上的加速运动，线断。分析原因：取物体为研究对象，T-G=ma ，T-mg=ma ，弹簧秤的拉力为T=mg+ma=m(g+a) 讨论： (1) 物体
4、做向上的加速运动时，弹簧对物体的拉力大于物体静止时的 拉力， Tmg ，物体对弹簧的拉力大于物重。举例：起重机在吊起重物时， 有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么 原因？(2) 学生列举生活中的感受：电梯向上起动时，电梯对人的支持力大于静止 时的支持力， 同样人对电梯的压力也大于物重；电梯下降刹车时也一样。 只要物 体的加速度方向是向上的，就会产生以上现象。提问：在电梯中放一弹簧测力秤， 人站在上面。 当电梯向上加速度运动时秤 的示数怎样变化？(3) 整理公式： T=m(g+a)=mg ，g叫做等效重力加速度， gg。站在电 梯里的人在电梯向上加速或向下减速时，人对电梯的压力大于人的重力，
5、 好像是 重力加速度 g 增大了。火箭起飞时有很大的向上的加速度，内部发生的是超重现 象。当物体存在向上的加速度时， 它对支持物的压力 ( 或对悬挂物的拉力 ) 大于物 重的现象叫做超重现象。发生超重现象时，物重并没有变化。2失重现象实验：重物静止时， 弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤 的拉力等于物体所受的重力。 放手后物体做向下的加速运动， 我们再观察弹簧秤 示数的变化。提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数减少，物体对支持物的拉力减小。学生实验：观察感受失重现象。弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的 示数等于物体所受的重力。 当物体向下做加速运动时， 弹簧秤的示数小于物体所
6、受的重力。 ( 注意对减速时的示数增大的解释。) 取物体为研究对象， G-T=ma ，弹簧秤的拉力为 T=mg-ma=m(g-a) 讨论： (1) 物体做向下的加速运动时，弹簧对物体的拉力小于物体静止时的 拉力， Tmg ，物体对弹簧的拉力小于物重。(2) 学生列举生活中的感受：电梯向下起动时，电梯对人的支持力小于静止 时的支持力，同样人对电梯的压力也小于物重；电梯上升刹车时也一样。(3) 整理公式： T=m(g-a)=mg，g叫做等效重力加速度， gg。站在电 梯里的人在电梯向下加速或向上减速时，人对电梯的压力小于人的重力， 好像是 重力加速度 g 减少了。失重：当物体存在向下的加速度时，
7、它对支持物的压力 (或拉力 ) 小于物重的 现象，叫做失重。当a=g 时，T=0，叫做完全失重。发生失重时，物重并没有变化。实验：在可乐瓶下面扎一些小孔，装上水后水从小孔喷出。把水瓶抛出，喷 水情况会怎样变化？分析瓶抛出后，水怎样喷。让学生先分析可能发生的现象，再观察上抛时的现象， 下抛的情况让学生回家去做。解释现象出现的原因， 抛出 后水处于失重状态，对瓶无压力，水不喷。3例题例 1 关于电梯的几种运动中，支持力的变化情况如何？速度方向加速度方 向支持力与重 力静 止：无无= 上 升：匀速无= 加速减速下 降：匀速无= 加减减速思考题：一个在地面上能举起100 千克质量杠铃的运动员在一个加速
8、运动的 电梯上能举起多大质量的杠铃？a=g，a=g/2，分向上和向下两种加速情况讨论。( 投影) 例 2：一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的 动摩擦因数为 ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度 系数为 k 的弹簧水平放置， 左端跟物体相连， 右端固定在竖直墙上， 开始时弹簧 的伸长为 x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才 能被弹簧拉动？分析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力。这里 f=N， 只有减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力，当f=N=kx 时物体开始 滑动。取物体为研究对象， 受力如图，当物体做向下的加
9、速运动或向上的减速运动 时，才能使地面对物体的压力减小，即G-N=ma 。联解两式得： a=(G-N)/m=(mg-kx/ )/m=g-k x/ m 即升降机做 ag-k x/ m的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物 体可以在地面上滑动。( 三) 小结：发生超重和失重现象时， 物体并没有变化， 只是由于物体有竖直 方向的加速度使得物体对支持物的作用力发生了变化。这里讨论的问题限于地面 附近的物体所发生的超重和失重现象，没有讨论航天飞机中的失重现象。请大家 思考一下，航天飞机中的物体受不受地球的引力，它上面的失重现象又是怎样发 生的呢？布置作业；练习 (1)(2)(3) 五、说明1本节课可采用在教师引导下，教师跟学生共同讨论研究的方式进行。在 教学中教师要注意学生对知识的接受情况，恰当地提出问题， 对学生的认识给予 正确的评价和解释。2课上安排的演示实验要自己制作，弹簧秤的量程要小，最好是0.2 千克 左右的，刻度要明显利于学生观察。 两边重物的质量选择要合适，可使加速过程 时间较长、较稳定。3两个学生小实验，拉断线的实验要注意器材的选择；用弹簧秤拉钩码的 实验要注意现象的正确解释。
