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1、 超重失重是个难点，学生总认为超重就是重力增加，失重是重力减小。学生不能从跟本上认识这种现象。实际超重、失重并不是物体重力的增加或减小，而是当物体具有竖直方向的加速度时，物体对其支持物的压力或对悬挂物的拉力的增加和减小。设物体的质量为m，竖直向上加速度为a，支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）F，由牛顿第二定律有F-mg=ma，则F=mg+ma。由牛顿第三定律可知，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F= F=mg+ma。可见，当物体具有竖直向上的加速度a时，压力或拉力增加量为ma，即物体处于超重状态，超重值为ma。同理，当物体具有竖直向下的加速度a时，物体处于失重状态，失重值为ma
2、。运用超重、失重解题，应具备两个条件物体具有竖直方向的加速度。问题涉及物体对其支持物的力或悬挂物的拉力.讲超重和失重问题，应纠正学生由于生活习惯而造成对“重”字的理解，这里的“重”字不是重力我们可以从平时测体重的实际出发，说明秤的示数实质上是压力的大小，只是当人静止时，重力等于人对秤的压力罢了然后，通过本节例题的分析进一步说明超重和失重都不是重力大了或小了，而是物体对弹簧台秤的压力（或拉力）由于加速度的大小和方向的变化而变化，重力的大小是不会变的另外，应帮助学生理解“加速上升”、“减速上升”、“加速下降”、“减速下降”的意思先要明确是“上升”还是“下降”，这是指速度方向，然后再明确是“加速”还
3、是“减速”，从而确定加速度方向为使学生对超重和失重的现象有感性认识，可以用弹簧秤演示物体可以用100g的钩码系牢的弹簧秤的挂钩上静止时，学生看到示数等于钩码的重力在示数的刻度处做好记号，再将一小块硬纸片卡在弹簧秤指示器的下面当用手提着弹簧秤加速上升时，弹簧秤的指示器会把纸片向下推，说明这时拉力大于重力演示失重现象时将硬纸片卡在指示器的上端，让秤和钩码向下做加速运动，纸片就被指示器推向刻度的上端，说明这时拉力小于重力完全失重在课堂上演示在弹簧秤的指示器上贴一小块白胶布以便于观察，将弹簧秤用细绳系在支架上，这时弹簧秤的读数等于重物的重量当用火柴烧断悬线后，重物和弹簧秤一起自由下落，在这过程中可以观
4、察到弹簧秤的读数立即减小到零（演示时在落地处准备好一个网兜承接弹簧秤），指出这是完全失重的现象讲完此课后有学生问出这样的问题：正常运行的人造地球卫星处于完全失重状态，在人造卫星上测物体重力读数为零。月球是地球的一颗天然卫星，为什么在月球上测物体重力的读数却不为零呢？我非常肯定他的问题，你是一个非常愿意动脑的好孩子！可是你对“重力”的产生原因认识的不深刻。因为人造地球卫星做匀速圆周运动的向心加速度，等于卫星高度处的重力加速度，所以人造卫星以及其中的人和物体都处于完全失重状态。在人造卫星上测物体重力，读数为零。月球是地球的一颗天然卫星，月球也处于失重状态。这里的失重是相对于地球吸引月球产生的重力而
5、言，因为月球也有向下的加速度。设想，如果月球质量和体积都很小，月球的运行轨道又可近似地看成圆，那么月球与人造卫星是完全相同的，测物体重力，读数也会为零。那么，在实际的月球上测物体重力，读数却不为零呢？这是由于月球的体积和质量不是象人造卫星那样小，它对其表面物体的引力便不象人造卫星那样小得可以忽略。因此，月球表面的物体还受到月球的吸引，在月球上所测出的物体重力就是由于月球的吸引而产生的，我们可以说是“由于月球的吸引而产生的重力”，这与“由于地球吸引而产生的重力”是不可混为一谈的。超失重在万有引力中也有一些应用。例如：某物体在地球上用弹簧秤称得160N，把该物体放在航天器中，若航天器以加度a=g/
6、2（g为地球表面的重力加速度）垂直地面上升，这时再用同一弹簧秤称得物体的视重为90N，忽略地球自转的影响，已知地球半径为R，此航天器距地面的高度为多少？ 本题我用分步的方法讲解，其中视重90N是本题分析的关键，也就是弹簧称的拉力。解到这问题解决一半，另外此处重力，地面重力加速度几者的关系是难点。分析清楚利用牛顿定律解出本处的g，在利用F万 =m g 讲完学生都认为能理解。可是没几天又有学生问，反映出对超重失重理解的不透彻。也看出学生学习不扎实,基础知识不牢.另外, 为解决学生的好奇心，进一步提高学生物理兴趣和积极性，在 “人造地球卫星中的超重和失重”内容的教学中可以加一些学生感兴趣的话题：宇航
7、员在宇宙飞船内失重状态下是怎样“吃饭”和“方便”的。我清楚的记得在放宇航员超失重录象时学生问宇航员如何吃饭上厕所呢?关于吃饭问题：人类在刚开始发射载人宇宙飞船时，宇航员携带的是地面上的普通食物。1963年，乘坐苏联东方6号宇宙飞船上天的世界上第一个女宇航员捷列希科娃就在宇宙空间吃了一顿美味新鲜的苏联豆馅饼和烤鸡。然面，那次航员在宇宙空间停留时间只有72小时。以后，随着飞船在宇宙中停留时间的延长，加上飞船处于失重状态，在飞船舱内，宇航员飘在空间，液体倒不出来，食物不能象通常一样烹调，碎屑会在舱内飘荡，造成污染。这样，对宇航员的食物提出了新的要求。科学家们制造了一种名叫“湿包”的宇宙食物，这种食物
8、主要由高湿度（含水70）的恒温食品组成，该食品与真空冷冻脱水肉类和蔬菜一起包装在抽成真空、密封无菌的塑料仪器袋内。需吃时，打开食品袋拉链，加入热水，揽拌成粥状，用汤匙吃，也可以挤吃，饮水就用水枪注入嘴内。关于“方便”问题：地球上的每一个厕所都是依据重力原理设计的，人们在使用厕所时也就养成了依靠重力的习惯。在失重的宇宙飞船内情况就不一样了。早期的宇航员是使用一种有粘性嘴的袋子使其附着臀部。袋子上还有若干个小袋，由手指代替重力的作用将“大便”挤向袋子。（学生们大笑）“小便就要容易一些。小便器包括一根导管和一个漏斗”。后来，随着航天事业的发展，宇宙飞船上开始制造和地球上相似的男女合用“马桶式”厕所。厕所内装有一副固定双脚用的脚扣和一条固定身体用的皮带。上厕所者坐在“马桶”上，臀部与便桶座之间形成密闭状。便桶底部有一吸纳装置用以吸下大小便。完便后，盖上盖子并进行冲洗。冲洗时，便桶内有自动收集装置和真空干燥处理装置。在整个飞行期间，这些内部装置将干燥粪便一层层堆放在便桶后壁内，直到飞行结束后回到地面再清理。 超失重是学生感兴趣的课,我们不仅要教学生知识,还要陶冶学生的情操。更要潜移默化的培养学生自主学习的能力。 超重失重教学案例 姓名: 岳桂玲
