“超重和失重”現象的實驗
湖北省宜都市第一中學 周運瓊【教學內容】
高一《物理》第一冊第三章第七節“超重和失重”。
學生通過“力”“直線運動”和“牛頓運動定律”的學習，具有了一定的知識基礎，為本節內容的實驗和研究性學習打下了知識基礎，創造了一些可利用的條件。
【教學流程】
【研究提示】
1.預習教材“超重和失重”內容，弄清下面幾個問題：
①什么是超重和失重?
②超重和失重是不是指物體增加和減少了重力?
③產生超重和失重的條件是什么?
2.課外探究完成下列任務
①觀察、體驗、調查、收集生活中出現的超重和失重現象。
②自行設計一個演示超重和失重現象的實驗，完成實驗報告。
【教學準備】
學生完成自主探究任務，教師檢查他們的研究成果。
【教學過程】
一、導入新課
師：同學們在課前按老師要求對超重和失重現象進行了一些探索研究，這節課我們將各自的研究成果進行展示和交流，讓我們對超重和失重現象的認識和理解更豐富一些。
二、進行新課
1.體驗交流，分析特點
師：有沒有同學親身體驗過超重和失重狀態?先請這些同學介紹他們的體驗經歷。
生1：（介紹他暑期旅游時，在香港海洋公園玩“極速之旅”游戲的經歷，并講解“極速之旅”過程為自由落體運動，此運動過程中感到了失重。）
生2：（受生1的啟發，介紹了他乘升降機上、下樓，在升降機開始啟動和停止前一小段時間的感受，并說明了原因。）
生3：（通過向家長調查，他介紹了農民挑重擔時，為了減輕對肩部的壓力，讓擔子上下振動，并說明這樣做的道理，即利用了失重。）
師：前三位同學結合體驗和調查，給我們分析了幾例超重和失重的現象，讓我們進一步明確了這兩種現象的特點，下面我們一起概括一下：
超重──物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受的重力的情況，叫超重
失重──物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受的重力的情況，叫失重
師：從定義上看，我們能不能說超重和失重就是某一物體增加了重力和減少了重力?為什么?
生：不能，因為重力大小由物體質量和重力加速度的乘積決定，與物體做什么運動無關。
2.實驗展示，挖掘條件
師：這次研究性學習過程中，有不少同學找到了用實驗顯示超重和失重現象的方法，下面由他們來為我們進行實驗演示，并展示他們的實驗報告。（實驗報告內容通過投影反映在大屏幕上，每生演示完畢，師生及時點評。）
生4：實驗裝置如圖1所示。
①在鉤碼靜止時，按圖示方向粘貼紙條ab、cd；
②當手提細繩豎直向上加速運動時，紙條ab斷裂；（演示超重）
③當手提細繩豎直向下加速運動時，紙條cd斷裂。（演示失重）
生5：演示實驗裝置如圖2所示。
①手握木條的一端，另一端加掛鉤碼，懸停空中；
②增掛鉤碼個數，至木條折斷；
③手握另一相同木條一端，另一端掛好鉤碼（n-1），懸停空中；
④手舉木條加速上移，木條折斷。
生6：演示實驗裝置如圖3所示。
①飲料瓶靜懸空中和勻速上下移動時，均有水從小孔流出；
②飲料瓶從高處自由落下，無水流出；
③飲料瓶豎直上拋，無水流出。
生7：演示實驗裝置如圖4所示。
①手握玻璃瓶靜止或勻速上下移動，看到平常所見的火焰；
②手托玻璃瓶豎直加速下落時看到火焰變成橢圓形。
生8：演示實驗如圖5所示。
①一只手將紙條一端緊按在桌面上，紙條另一端壓在重物與吊盤間，另一只手提著盤的吊繩緩慢下降，紙條拉緊后斷裂。