超重和失重

一、教學目標

1.了解超重和失重現象；

2.運用牛頓第二定律研究超重和失重的原因；

3.培養學生利用牛頓第二定律分析問題和解決問題的能力.

二、重點、難點分析

1.超重和失重在本質上并不是物體受到的重力發生了變化，而是物體在豎直方向有加速度時，物體對支持物的壓力或拉力的變化，這一點學生理解起來往往困難較大.讓學生理解超重和失重的本質是本節課教學的重點之一，也是后面理解航天器中失重現象的基礎.

2.超重和失重中物體對支持物的壓力和拉力的計算，是牛頓第二定律應用的一個方面，也應作為本節教學的重點之一.

三、教具

演示教具：超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細線、下面扎孔的可樂瓶、錄像資料.

學生用具：彈簧秤、鉤碼、打點計時器用重錘、繡花線.

四、主要教學過程

(一)引入新課

看錄像片《航天飛機上的失重現象》《失重物體的運動》.

提問：剛才所看到的錄像片是在什么地方發生的？它向我們展示了一種什么現象？

這里給我們展示了失重現象，是在航天飛機中發生的.航天飛機在起飛中產生了超重現象，在太空中又產生了失重現象.超重和失重是怎么產生的呢？這就是我們這節課研究的內容.

(二)教學過程設計

板書：十、超重和失重

我們先來研究一下超重現象.

板書：1.超重現象

實驗：介紹裝置，架子上有兩個滑輪，兩邊掛有重物.我們取左邊的重物加以研究，重物靜止時，彈簧秤的示數大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的拉力等于物體所受的重力.放手后物體做向上的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數的變化.

提問：看到了什么現象？彈簧秤的示數增大，物體對繩的拉力增大.

以上實驗可以用更簡單的裝置來完成，只不過觀察時的效果稍差一些.彈簧秤下掛一重物，物體靜止時，彈簧秤的示數等于物體所受的重力.當物體向上做加速運動時，彈簧秤的示數大于物體所受的重力，物體對繩的拉力大于物重.

學生小實驗：細線拉重錘(繡花線、打點計時器用重錘).線系在重錘上，緩慢拉起，再讓重錘做向上的加速運動，線斷.

分析原因：取物體為研究對象，t-g=ma，t-mg=ma，彈簧秤的拉力為

t=mg+ma=m(g+a)

討論：(1)物體做向上的加速運動時，彈簧對物體的拉力大于物體靜止時的拉力，t＞mg，物體對彈簧的拉力大于物重.

舉例：起重機在吊起重物時，有經驗的司機都不讓物體的加速度過大是什么原因？

(2)學生列舉生活中的感受：電梯向上起動時，電梯對人的支持力大于靜止時的支持力，同樣人對電梯的壓力也大于物重；電梯下降剎車時也一樣.只要物體的加速度方向是向上的，就會產生以上現象.

提問：在電梯中放一彈簧測力秤，人站在上面.當電梯向上加速度運動時秤的示數怎樣變化？

(3)整理公式：t=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g.站在電梯里的人在電梯向上加速或向下減速時，人對電梯的壓力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了.火箭起飛時有很大的向上的加速度，內部發生的是超重現象.

當物體存在向上的加速度時，它對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物重的現象叫做超重現象.

發生超重現象時，物重并沒有變化.

2.失重現象

實驗：重物靜止時，彈簧秤的示數大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的拉力等于物體所受的重力.放手后物體做向下的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數的變化.