第四章　運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系第6節(jié)　超重和失重本部分內(nèi)容講述超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，并且將其應(yīng)用在具體問(wèn)題中：如電梯中的超失重和體重秤上的超失重等。 超重和失重的基本定義為：視重大于重力時(shí)為超重；視重小于重力時(shí)為失重；超失重時(shí)物體重力并不改變。 對(duì)超重和失重理解可以從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)角度理解。運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：當(dāng)物體加速上升或減速下降時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體加速下降或減速上升時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。動(dòng)力學(xué)角度：當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。前者為表象，后者為本質(zhì)，兩者為遞進(jìn)關(guān)系。物理觀念：通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象。科學(xué)思維：觀察并感受失重和超重現(xiàn)象。科學(xué)探究：經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的過(guò)程，理解物理規(guī)律在生活實(shí)際中的應(yīng)用。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，激發(fā)成就感；養(yǎng)成學(xué)科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣；從探究中體驗(yàn)科學(xué)之美，體會(huì)合作的重要性1.教學(xué)重點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和小組討論，理解產(chǎn)生超重失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)2.教學(xué)難點(diǎn)超重、失重不是重力的增加或減少，而只是物體對(duì)支持物的壓力或是對(duì)懸掛物的拉力發(fā)生了變化，物體的重力依然存在且大小不變力傳感器、電腦、重錘、細(xì)繩、演示彈簧秤、飲料瓶【新課導(dǎo)入】思考：站在體重計(jì)上向下蹲，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在下蹲的過(guò)程中，體重計(jì)的示數(shù)先變小，后變大，再變小。當(dāng)人靜止后，保持某一數(shù)值不變。這是為什么呢？【新課內(nèi)容】[來(lái)源:Z。xx。k.Com]演示實(shí)驗(yàn)：在彈簧秤下懸掛鉤碼，讓彈簧測(cè)力計(jì)分別處于靜止，緩慢上升，緩慢下降向上運(yùn)動(dòng)（從靜止開(kāi)始突然加速上升，減速上升至最后停止）向下運(yùn)動(dòng)（從靜止開(kāi)始突然加速下降，減速下降至最后停止）觀察測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，看彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和鉤碼所受重力有什么關(guān)系？小結(jié)：當(dāng)物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔谖矬w的重力。實(shí)驗(yàn)探究：探究一：請(qǐng)同學(xué)們用力傳感器測(cè)出桌面上重錘的重力，并用力傳感器牽引重錘做各種運(yùn)動(dòng)（上下或左右移動(dòng)），觀察在將重錘提起的過(guò)程中，電腦屏幕上顯示的力傳感器的拉力與重錘的重力相比有什么變化？學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。討論交流：小組內(nèi)討論后回答：1．你看到了什么現(xiàn)象？與鉤碼的重力進(jìn)行比較。 　　學(xué)生：示數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)候比重錘的重力大，有時(shí)候比重錘的重力小。2．重錘的重力變了嗎？學(xué)生：地球作用在物體上的重力并沒(méi)有變化。探究二：請(qǐng)你重做剛才的實(shí)驗(yàn)，找出力傳感器對(duì)重物的拉力什么時(shí)候大于重錘的重力？什么時(shí)候小于重錘的重力？學(xué)生活動(dòng)：重做剛才的實(shí)驗(yàn)，細(xì)心觀察并做好記錄。小組討論交流后得出：鉤碼靜止時(shí)、緩緩上升、緩緩下降、左右移動(dòng)時(shí)拉力基本不變。突然上升時(shí)，拉力變大。突然下降時(shí)，拉力變小。由此引入超重與失重的概念： 　 物體對(duì)懸掛物的拉力（或者對(duì)支持物壓力）大于物體所受的重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象。 　 物體對(duì)懸掛物的拉力（或者對(duì)支持物壓力）小于物體所受的重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。例1：設(shè)某人的質(zhì)量為 60 kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，當(dāng)電梯以 0.25 m/s2 的加速度勻加速上升時(shí)，求人對(duì)電梯的壓力。g 取 9.8 m/s2。例2：升降機(jī)以0.5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機(jī)里的人質(zhì)量是50kg，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大？如圖，人站在升降機(jī)的測(cè)力計(jì)上，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多大？理論分析超重與失重剛才有同學(xué)提到乘電梯時(shí)，感到腳掌所受到的力與靜止時(shí)不一樣，我們已經(jīng)知道這是超重和失重的現(xiàn)象，下面請(qǐng)同學(xué)們談?wù)劤穗娞輹r(shí)的超重與失重發(fā)生在什么時(shí)候？學(xué)生1：電梯上升時(shí)超重，下降時(shí)失重。學(xué)生2：我感覺(jué)電梯上升時(shí)有超重也有失重，下降時(shí)也一樣有超重和失重。電梯是處于超重還是失重，需要有依據(jù)，下面我們從理論上分析一下。教師進(jìn)一步明確：電梯在啟動(dòng)和停止的過(guò)程中，一般要經(jīng)歷加速上升、減速上升；加速下降、減速下降。分析下列情況中人對(duì)電梯的壓力分別是多大（設(shè)人的質(zhì)量為m，重力為G）：當(dāng)電梯靜止時(shí)當(dāng)電梯加速上升時(shí)（假定電梯是勻加速，加速度大小為a）當(dāng)電梯減速上升時(shí)（假定電梯是勻減速，加速度大小為a）當(dāng)電梯加速下降時(shí)（假定電梯是勻加速，加速度大小為a）當(dāng)電梯減速下降時(shí)（假定電梯是勻減速，加速度大小為a）學(xué)生活動(dòng)：分組討論學(xué)生分組討論后請(qǐng)不同的小組展示各自的討論結(jié)果，并回答其他小組提出的疑問(wèn)。經(jīng)過(guò)討論得出：當(dāng)電梯靜止時(shí)，人對(duì)電梯的壓力為：N=G當(dāng)電梯加速上升時(shí)，人對(duì)電梯的壓力為：N=G+ma>G當(dāng)電梯減速上升時(shí)，人對(duì)電梯的壓力為：N=G-ma<G當(dāng)電梯加速下降時(shí)，人對(duì)電梯的壓力為：N=G-ma<G當(dāng)電梯減速下降時(shí)，人對(duì)電梯的壓力為：N=G+ma>G根據(jù)得出的結(jié)論請(qǐng)學(xué)生總結(jié)電梯處于超重或失重的條件，學(xué)生這時(shí)不難得出是與加速度的方向有關(guān)，而非速度的方向。小結(jié)：物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力并不變，只是物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，這是由物體豎直方向的加速度引起的，當(dāng)加速度豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)加速度豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。探究完全失重現(xiàn)象讓力傳感器拉著重錘向下加速運(yùn)動(dòng)，觀察拉力的大小，再讓力傳感器拉著重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，觀察拉力的大小。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，對(duì)照超重與失重的定義給完全失重下定義：當(dāng)物體以加速度a =g豎直加速下降時(shí)，物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ榱?，這就是“完全失重”現(xiàn)象。超重和失重是生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，因此講解本部分內(nèi)容時(shí)應(yīng)盡量貼近生活，從生活中來(lái)，到生活中去，過(guò)程應(yīng)多安排些學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有切身的體會(huì)，同時(shí)也應(yīng)安排些思考和探討的話題，引發(fā)學(xué)生的思考和討論，加深學(xué)生對(duì)超失重的理解

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高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)電子課本

6 超重和失重

版本： 人教版 (2019)

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