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《失重和超重》教案

教学目标

1.通过实验认识超重和失重现象，理解超重、失重现象的实质。

2.能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。

3.通过对完全失重的学习，激发对物理联系实际的兴趣，以及对我国航天事业的关注

教学重点

失重和超重的概念及产生失重和超重现象的条件

教学难点

（1）产生失重和超重现象的实质；

（2）结合牛顿第二定律和牛顿第三定律，对失重和超重现象的实例进行正确的运动状态和受力情况分析。

教学过程

1.课程引入

请学生回顾生活中常见的失重和超重的情形。

跳楼机、电梯、蹦极等

体重计站着不动时示数稳定，而下蹲时示数先变小再变大再变小，这个现象应当如何去解释？引出视重与实重的定义。

2.新课讲授

结合体重计和弹簧测力计的实际例子讲解。

视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数视为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。

视重大于实重的现象，称为超重；

视重小于实重的现象，称为失重。

实验探究

挂着钩码的弹簧测力计，在上升或下降运动过程中的示数变化，

运动状态

速度方向

加速度方向

比较F与G的大小

超重与失重情况

匀速上升

匀速下降

加速上升

减速上升

加速下降

减速下降

学生自主完成表格，引出结论：失重和超重现象，不取决于速度的方向，而是加速度的方向。

运用牛顿第二定律F合=ma，以及牛顿第三定律，一对作用力与反作用力等大反向，对具有向上或向下的加速度的物体，进行受力分析。

物体有向上的加速度时，出现超重现象，可以是加速上升或减速下降；

物体有向下的加速度时，出现失重现象，可以是加速下降或减速上升；

对完全失重的讲解：物体自由落体a=g时，用相同方式进行受力分析，可得到拉力或支持力等于0.所有和重力有关的仪器都无法使用,平常由重力产生的一切物理现象都会消失,处于完全失重状态的航天员能够完成许多在地球上难以实现的实验。

3.巩固提高

以真实的电梯内台秤示数变化的实验数据，应用牛顿第二定律第三定律对电梯加速度进行计算

4.课后小结

总结失重和超重现象的实质和受力分析

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.(多选)(山东聊城高一期末)下列关于超重、失重现象的描述中,正确的是()

A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于失重状态

B.在空中做自由落体运动的物体,处于完全失重状态

C.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,车上乘客处于超重状态

D.站在地面上的人,由站立状态开始下蹲的瞬间,处于超重状态

解析电梯正在减速上升,加速度向下,则在电梯中的乘客处于失重状态,选项A正确;在空中做自由落体运动的物体,加速度为向下的g,处于完全失重状态,选项B正确;磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,车上乘客竖直方向加速度为零,不处于超重状态,选项C错误;站在地面上的人由站立状态开始下蹲的瞬间,加速度向下,处于失重状态,选项D错误。

答案AB

2.无人机在下列过程中处于超重状态的是()

A.匀速上升过程 B.减速上升过程

C.加速上升过程 D.加速下降过程

解析当无人机具有向上的加速度时,无人机处于超重状态,此时无人机的状态可以是加速上升或者减速下降。故选C。

答案C

3.(福建南平高一期末)有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作,力学传感器示数随时间变化如图所示。则()

A.这位同学的重力约为700N

B.这位同学的重力约为290N

C.下蹲过程中合力方向先向下后向上

D.下蹲过程中合力方向先向上后向下

解析由图可知,该同学在稳定状态下时,力学传感器示数为500N,所以该同学重力为500N,A、B错误;该同学在下蹲过程中,先向下加速运动,后减速运动,加速度先向下,后向上,先处于失重状态,后处于超重状态,所以合力方向先向下后向上,C正确,D错误。

答案C

4.

如图所示,一木箱内装一铁球,木箱的内宽与内高恰好与铁球的直径相等,当木箱自由下落时,下列说法正确的是()

A.不计空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力

B.不计空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力

C.有空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力

D.有空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力

解析若不计空气阻力,整体只受到重力作用,加速度为g,隔离铁球,可知铁球只受重力作用,对木箱上、下壁均无压力,A、B错误;若受到空气阻力,整体加速度将小于g,隔离铁球,分析受力可知,铁球要受到木箱向上的作用力,其加速度才会小于g,由此可知铁球受到下壁的支持力,C错误,D正确。

答案D

5.一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从0时刻由静止开始下降,在0~6s内体重计示数F的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2。求这段时间内电梯下降的高度。

解析由题图可知,在第一段时间t1=1s内,电梯向下匀