第一篇：高一物理超重和失重典型例題解析

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超重和失重·典型例題解析

【例1】豎直升降的電梯內的天花板上懸掛著一根彈簧秤，如圖24－1所示，彈簧秤的秤鉤上懸掛一個質量m＝4kg的物體，試分析下列情況下電梯的運動情況(g取10m/s2)：

(1)當彈簧秤的示數T1＝40N，且保持不變．(2)當彈簧秤的示數T2＝32N，且保持不變．(3)當彈簧秤的示數T3＝44N，且保持不變．

解析：選取物體為研究對象，它受到重力mg和豎直向上的拉力T的作用．規定豎直向上方向為正方向．

(1)當T1＝40N時，根據牛頓第二定律有T1－mg＝ma1，解得這時

電梯的加速度a1＝T1－mg40－4×10＝m/s2＝0，由此可見，電梯處于 m4靜止或勻速直線運動狀態．

(2)當T2＝32N時，根據牛頓第二定律有T2－mg＝ma2，解得這

時電梯的加速度a2＝T2?mg32?40＝m/s2＝－2m/s2．式中的負號表 m4示物體的加速度方向與所選定的正方向相反，即電梯的加速度方向豎直向下．電梯加速下降或減速上升．

(3)當T3＝44N時，根據牛頓第二定律有T3－mg＝ma3，解得這時

T3?mg44－40電梯的加速度a3＝＝m/s2＝1m/s2．a3為正值表示電梯

m4的加速度方向與所選的正方向相同，即電梯的加速度方向豎直向上．電梯加速上升或減速下降．

點撥：當物體加速下降或減速上升時，亦即具有豎直向下的加速度時，物3eud教育網 http://www.3edu.net 教學資源集散地。可能是最大的免費教育資源網！3eud教育網 http://www.3edu.net 百萬教學資源，完全免費，無須注冊，天天更新！

體處于失重狀態；當物體加速上升或減速下降時，亦即具有豎直向上的加速度時，物體處于超重狀態．

【例2】舉重運動員在地面上能舉起120kg的重物，而在運動著的升降機中卻只能舉起100kg的重物，求升降機運動的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降機中，此運動員能舉起質量多大的重物？(g取10m/s2)解析：運動員在地面上能舉起120kg的重物，則運動員能發揮的向上的最大支撐力F＝m1g＝120×10N＝1200N，在運動著的升降機中只能舉起100kg的重物，可見該重物超重了，升降機應具有向上的加速度

F?m2g1200－100×10對于重物，F－m2g＝m2a1，所以a1＝＝m2100 m/s2＝2m/s2；當升降機以2.5m/s2的加速度加速下降時，重物失重．對于重物，m3g－F＝m3a2，得m3＝F1200＝kg＝160kg．

g?a210－2.5點撥：題中的一個隱含條件是：該運動員能發揮的向上的最大支撐力(即舉重時對重物的最大支持力)是一個恒量，它是由運動員本身的素質決定的，不隨電梯運動狀態的改變而改變．

【例3】如圖24－2所示，是電梯上升的v～t圖線，若電梯的質量為100kg，則承受電梯的鋼繩受到的拉力在0～2s之間、2～6s之間、6～9s之間分別為多大？(g取10m/s2)解析：從圖中可以看出電梯的運動情況為先加速、后勻速、再減速，根據v－t圖線可以確定電梯的加速度，由牛頓運動定律可列式求解

對電梯的受力情況分析如圖24－2所示：

(1)由v－t圖線可知，0～2s內電梯的速度從0均勻增加到6m/s，其加速度a1＝(vt－v0)/t＝3m/s2

由牛頓第二定律可得F1－mg＝ma1

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解得鋼繩拉力

F1＝m(g＋a1)＝1300 N(2)在2～6s內，電梯做勻速運動．F2＝mg＝1000N(3)在6～9s內，電梯作勻減速運動，v0＝6m/s，vt＝0，加速度a2＝(vt－v0)/t＝－2m/s2

由牛頓第二定律可得F3－mg＝ma2，解得鋼繩的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．

點撥：本題是已知物體的運動情況求物體的受力情況，而電梯的運動情況則由圖象給出．要學會從已知的v～t圖線中找出有關的已知條件．

【問題討論】在0～2s內，電梯的速度在增大，電梯的加速度恒定，吊起電梯的鋼繩拉力是變化的，還是恒定的？

在2～6s內，電梯的速度始終為0～9s內的最大值，電梯的加速度卻恒為零，吊起電梯的鋼繩拉力又如何？

在6～9s內，電梯的速度在不斷減小，電梯的加速度又是恒定的，吊起電梯的鋼繩拉力又如何？

請你總結一下，吊起電梯的鋼繩的拉力與它的速度有關，還是與它的加速度有關？

【例4】如圖24－3所示，在一升降機中，物體A置于斜面上，當升降機處于靜止狀態時，物體A恰好靜止不動，若升降機以加速度g豎直向下做勻加速運動時，以下關于物體受力的說法中正確的是

[

] A．物體仍然相對斜面靜止，物體所受的各個力均不變 B．因物體處于失重狀態，所以物體不受任何力作用

C．因物體處于失重狀態，所以物體所受重力變為零，其它力不變 D．物體處于失重狀態，物體除了受到的重力不變以外，不受其它力的作用

點撥：(1)當物體以加速度g向下做勻加速運動時，物體處于完全失重狀態，其視重為零，因而支持物對其的作用力亦為零．

(2)處于完全失重狀態的物體，地球對它的引力即重力依然存在． 答案：D

【例5】如圖24－4所示，滑輪的質量不計，已知三個物體的質量關系是：3eud教育網 http://www.3edu.net 教學資源集散地。可能是最大的免費教育資源網！3eud教育網 http://www.3edu.net 百萬教學資源，完全免費，無須注冊，天天更新！

m1＝m2＋m3，這時彈簧秤的讀數為T．若把物體m2從右邊移到左邊的物體m1上，彈簧秤的讀數T將

A．增大

B．減小

C．不變

D．無法判斷

[

]

點撥：(1)若僅需定性討論彈簧秤讀數T的變化情況，則當m2從右邊移到左邊后，左邊的物體加速下降，右邊的物體以大小相同的加速度加速上升，由于m1＋m2＞m3，故系統的重心加速下降，系統處于失重狀態，因此T＜(m1＋m2＋m3)g．

而m2移至m1上后，由于左邊物體m1、m2加速下降而失重，因此跨過滑輪的連線張力T0＜(m1＋m2)g；由于右邊物體m3加速上升而超重，因此跨過滑輪的連線張力T0＞m3g．

(2)若需定量計算彈簧秤的讀數，則將m1、m2、m3三個物體組成的連接體使用隔離法，求出其間的相互作用力T0，而彈簧秤讀數T＝2T0，即可求解．

答案：B

跟蹤反饋

1．金屬小筒的下部有一個小孔A，當筒內盛水時，水會從小孔中流出，如果讓裝滿水的小筒從高處自由下落，不計空氣阻力，則在小筒自由下落的過程中

[

] 3eud教育網 http://www.3edu.net 教學資源集散地。可能是最大的免費教育資源網！3eud教育網 http://www.3edu.net 百萬教學資源，完全免費，無須注冊，天天更新！

A．水繼續以相同的速度從小孔中噴出 B．水不再從小孔中噴出

C．水將以較小的速度從小孔中噴出 D．水將以更大的速度從小孔中噴出

2．一根豎直懸掛的繩子所能承受的最大拉力為T，有一個體重為G的運動員要沿這根繩子從高處豎直滑下．若G＞T，要使下滑時繩子不斷，則運動員應該

[

] A．以較大的加速度加速下滑 B．以較大的速度勻速下滑 C．以較小的速度勻速下滑 D．以較小的加速度減速下滑

3．在以4m/s2的加速度勻加速上升的電梯內，分別用天平和彈簧秤稱量一個質量10kg的物體(g取10m/s2)，則

[

] A．天平的示數為10kg B．天平的示數為14kg C．彈簧秤的示數為100N D．彈簧秤的示數為140N 4．如圖24－5所示，質量為M的框架放在水平地面上，一根輕質彈簧的上端固定在框架上，下端拴著一個質量為m的小球，在小球上下振動時，框架始終沒有跳起地面．當框架對地面壓力為零的瞬間，小球加速度的大小為

[

] A．g C．0 B．(M?m)gm

(M?m)g D．m

參考答案：1．B 2．A 3．AD 4．D

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第二篇：高一物理教案《超重和失重》教學設計解析

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《超重和失重》教學設計

【教學設計思路】

利用普通的實驗器材（彈簧秤、鉤碼）及學生隨處可見的飲料瓶、易拉罐設計一堂能夠引導學生科學探究的新授課。本節課可以適合不同的學校，此種方法也可應用在其它新授課中。本節課在設計時，回避了動畫演示超、失重現象，而是盡量讓學生親自做實驗，獲得真實的體驗。一方面可以培養學生求真求實的科學態度，提高自主學習的能力；另一方面，激發學生學習物理的興趣，體驗物理的研究方法。

本節課從生活實際出發，設計貼近學生生活的實驗，以此為基礎，以探究為主線，讓學生通過實驗操作、觀察來認識物理現象，認知物理過程，讓學生用生活化的語言表述觀察到的超、失重現象，探究物理規律，再引導學生將生活語言轉化成科學規范的物理語言闡述物理規律。通過實驗讓學生理解并掌握物理概念與規律。經過構建從而獲得物理知識，形成技能，同時培養學生的創新能力。

【教學目標】

（一）知識與技能

1．通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重失重現象的條件和實質。

2．能運用牛頓第二、第三定律定量分析超重與失重現象。

（二）過程與方法

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1．經過探究實驗發現超重失重現象，通過教師引導、小組討論、再實驗尋找超重失重現象的運動學特征。

2．用科學方法探究發生超重失重現象的條件及實質。

（三）情感、態度與價值觀

1．通過列舉一些身邊的超重失重例子和日常的小實驗，讓學生學會觀察生活，知道物理就在身邊。

2．培養學生科學探究能力，發展好奇心和求知欲，發展科學探索興趣，培養堅持真理、勇于創新、實事求是的科學態度和科學精神。

【教學重點】

1．通過實驗探究和小組討論，理解產生超重失重現象的條件和實質。

2．讓學生體會科學探究的要素：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估和交流與合作。

【教學難點】

1．超重、失重是一種假象，它不是重力的增加或減少，而只是物體對支持物的壓力或是對懸掛物的拉力發生了變化，物體的重力依然存在且大小不變。

2．引導學生提出問題，對問題的答案提出猜想與假設，培養學生自主學習的能力。

3．對實驗現象的觀察、分析和描述，培養學生良好的思維習慣。【教學資源】

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多媒體播放宇航員在太空里的生活 【教具】

彈簧秤和鉤碼（2人一組）、演示彈簧秤、飲料瓶、易拉罐。【教學流程圖】

【教學過程】

將同學們分成小組，采用教師引導、小組討論、再實驗的方式，進行合作探究式教學。

利用物理實驗現象啟發學生提出問題

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，正所謂“知識來源于生活，服務于生活”。（手拿易拉罐和飲料瓶）這是我們在生活中常見的易拉罐和飲料瓶，利用它們我們來做兩個有趣的小實驗（由學生演示）

小實驗1：

一個盛滿水的易拉罐底部有一小孔，靜止在手中時，水會流出；如果突然松手，讓易拉罐自由下落時，會觀察到什么現象？

現象：當易拉罐自由下落時，水不會流出。小實驗2：

一個盛滿水的飲料瓶，在底部鉆一個洞，靜止在手中時，水會流七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

出；同學甲在講桌旁將瓶子拋給站在教室后面的同學乙，瓶子飛過同學們的頭頂，會觀察到什么現象？

現象：水并沒有灑在同學們的身上。

根據你觀察到的現象你能提出什么問題：水流出的原因是什么？水停止流出的原因又是什么？

因為重力而使水對器壁產生了壓力，所以水會流出。實驗中重力仿佛消失了，實際上是壓力消失了。

自從人造地球衛星和宇宙飛船發射成功以來，人們經常談到超重和失重。讓我們來了解一下宇航員在太空里的生活吧！

觀看視頻：宇宙中的超重與失重現象 提問：

1．宇航員在太空中的生活和我們有什么不同？

答：在太空中可以自由漂浮；麻煩很多，吃飯得用軟管擠，喝水得用小管吸。

2．為什么會這樣呢？這是超重與失重現象。

3．生活中你聽說過超重或失重嗎？乘坐電梯，在游樂園里玩過山車。

4．關于超重和失重你想知道一些什么呢？

學生提出問題：究竟什么是超重與失重呢？

猜想與假設1：超重就是重力增大了，失重就是重力消失了。

制定計劃與設計實驗：

分小組探究：

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（實驗）探究之一：

既然是和重力有關的現象，那么請用給定器材（彈簧秤、鉤碼），設計一個實驗，得到鉤碼的重力大小。

進行實驗與收集證據：

教師提問：

1．你看到的彈簧秤讀數（直接）表示的是什么力？

物體對彈簧的拉力——視重（下定義）

提醒學生：將鉤碼的重力數值紀錄在紙上G=2．0N 2．請同學們討論后回答：你是怎樣測量鉤碼重力的？利用了哪些物理規律？

學生：在鉤碼靜止時讀數，彈簧秤示數即為鉤碼的重力。

因為物體靜止，處于平衡狀態，由二力平衡得：G=F 又因為F與F/是一對作用力與反作用力，由牛頓第三定律得：F=F/

所以 F/= G 小結：當物體處于靜止狀態時，視重等于物體的重力。

（實驗）探究之二：由靜止聯想到運動

教師：物體運動的時候，視重會發生變化嗎？試一試（教師做七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

出上下運動的動作及時引導學生）

學生活動：進行實驗，觀察現象。

分析與論證：小組內討論后回答：

1．你看到了什么現象？與鉤碼的重力進行比較。

讀數不穩定，有時候比剛才的讀數大，有時候小。

2．物體的重力變了嗎？地球作用在物體上的重力并沒有變化。

（實驗）探究之三：有目的的進行探究

請同學們繼續剛才的實驗，想辦法使彈簧秤的讀數大于物體的重力。

學生活動：有的組使物體向上運動，有的組使物體向下運動，同學們會發現兩種運動情況下都可以出現視重大于重力的現象。（向上運動的開始階段；向下運動的結束階段。）

注：注意觀察，如果有的同學擺動彈簧秤（圓周運動），教師要給予學生充分肯定，并告訴學生在以后的學習中會得到解釋。

定義超重現象：

物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）大于物體所受重力的現象稱為超重現象。

對實驗結果進行理論分析：

利用多媒體課件由學生分析物體在超重時的受力情況，根據牛頓第二定律得到結論。

(學生到黑板上做出物體處于靜止狀態和勻加速上升狀態的受力分析圖。)七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

提問：在描述運動的物理量（位移、速度、加速度和時間）中，用哪個物理量來描述超重現象更合適。

進一步探究超重的實質

教師演示兩個實驗讓同學們認真觀察：

實驗1：用一只手測量物體的重力，另一只手對物體施加一個向下的恒力，現象是物體拉彈簧的力增大了，物體仍然靜止。

實驗2：在利用彈簧秤測量鉤碼重力的實驗中，水平方向移動彈簧秤，使物體具有水平加速度，現象是物體拉彈簧的力不變。

教師提問：對觀察到現象進行分析，超重現象的特征是什么？（要讓學生充分討論，小組討論的結果要向全體同學闡述。）

學生總結：物體具有豎直向上的加速度，與速度方向無關。F=m(g+a)教師：同學們認為失重現象怎樣定義，特征是什么？用實驗檢驗一下

猜想與假設2：彈簧秤的讀數小于物體的重力。

進行實驗與收集證據：學生進行實驗，觀察現象。有的同學上下移動彈簧秤；有的同學左右移動彈簧秤；記錄彈簧秤的示數（視重）與鉤碼的重力進行比較。

定義失重現象：

當物體存在豎直向下的加速度時，它對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）小于物體所受重力的現象稱為失重現象。板書 結論： F=m(g-a)七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

猜想與假設3：在失重現象中，如果加速度a=g，則F/=？

有的同學可能會想到讓彈簧秤和重物一起自由下落，教師要提醒學生這是破壞性實驗，會損壞測量工具，在設計物理實驗時要特別注意的，不能設計破壞性實驗。

如何解釋易拉罐中的水為什么不再從洞中射出？

分析：當易拉罐自由下落時，易拉罐中的水處于完全失重狀態，水的內部沒有壓力，故水不會流出。但易拉罐中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產生重力加速度。

定義完全失重現象：

當物體以加速度a =g豎直加速下降時，物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）為零，這就是“完全失重”現象。F=0 板書設計：

超重和失重

1．視重：物體對彈簧的拉力（彈簧秤的示數）。

2．實重：物體的重力與運動狀態無關，不論物體處于超重還是失重狀態，重力不變G=mg。

3．超重現象：a豎直向上，視重>實重，F=m(g+a)。4．失重現象：a豎直向下，視重<實重，F=m(g-a)。5．完全失重現象：a=g豎直向下，視重為零。

課后思考題:

1．在生活中注意觀察，哪些是超重現象，哪些是失重現象？ 2．體驗并觀察超、失重現象：在體重計上下蹲的過程中，觀察七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

體重計的示數變化。

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第三篇：超重和失重教案設計

課題

超重和失重

1課時

教材分析

從在教材中的地位來看，超重和失重既是牛頓第二定律的具體應用，又為后面理解航天器中失重現象打下基礎。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。

學情分析

學生的現有的知識水平能對物體受力分析及應用牛頓定律解決簡單問題的能力。

教學過程中可能會有疑惑，一是物體必生超重或失重時，物體所受重力是否發生變化。二是物體的超重或失重是決定于速度還是加速度。

教學目標

知識目標

通過實驗認識超重和失重現象，會用牛頓運動定律來分析解釋超重和失重現象。理解超重和失重現象與物體的運動方向無關，只與物體的加速度方向有關。了解超重和失重現象是我們日常生活中常見的現象學，它的影響是人類進行太空開發中的一個重要問題。

能力目標

培養學生的觀察能力和分析推理能力。

培養學生運用牛頓第二定律分析和解決問題的能力。

德育目標

滲透“學以致用”的思想，學會理論聯系實際 采用探究實驗激發學習興趣，保護學生的好奇心

教學重點

理解超重和失重的本質。

教學難點

利用牛頓第二定律有關的超重和失重問題 掌握超重失重在實際生活的應用

教學方法

實驗法（演示實驗，學生互動實驗）、討論法、探究法、比較法，教學用具

超重和失重演示儀、彈簧秤、鉤碼、細線、下面扎孔的礦泉水瓶、錄像資料

教學程序

學生參與體會，觀察現象，導入新課學生實驗分析探討什么是超重和失重及產生條件學生探究得到完全失重及產生條件課堂討論，拓展本節知識自設實驗鞏固知識

教學過程 教學過程 教學過程

一

創設情景，引入新課 十幾個人乘電梯上樓，走進電梯時電梯沒有顯示超載，但電梯剛向上啟動時報警器卻響了起來。難道人所受到的重力會因為電梯的運動狀態變化而變化嗎？ 學生產生疑問：這與我們在第二章學到的物體的重力在同一地點是一個定值是不一致的，由此切入本節主題超重和失重。二活動探究，新課教學

實驗設計：如圖在彈簧測力計下掛一重物，用手提著彈簧測力計，使物體上下做多種方式的運動。觀察并記錄

彈簧秤示數

加速度的方向

靜止

由靜止到向上運動

由向上到靜止運動

由靜止到向下運動

由向下到靜止運動

實驗分析：

1.由靜止到向上運動,由向下到靜止運動

現象：彈簧秤的示數增大，彈簧對鉤碼的拉力增大 分析：這兩個現象可以用牛頓第二定律解析嗎？ 由牛頓第二定律得：

結論：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

判定超重：向上的加速度（加速上升或者減速下降）

公式感悟：

F=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加速上升或減速下降時,人對電梯的壓力大于人的重力，就好象是重力加速度g增大一樣。物重并沒有變化，本質是彈力變化

2.由向上到靜止運動, 由靜止到向下運動

現象：彈簧秤的示數減小，彈簧對鉤碼的拉力減小 分析：由牛頓第二定律得：

結論：失重現象 當物體存在向下的加速度時，它對支持物的 壓力(或對懸掛物的拉力)小于物重的現象 重力沒有變化，本質是彈力變化了

判定失重：向下的加速度（減速上升或者加速下降）3.拓展

當物體存在向下的加速度時，它對支持物的壓 力

(或拉力)小于物重的現象，叫做失重現象 當a=g時，F=0，叫做完全失重 超重失重現象分析拓展：

要注意在豎直方向上有加速度并不意味著物體一定在豎直方向運動。如果物體向斜上方（或向斜下方）做加速運動有超重（或失重）現象發生嗎？ 三鞏固知識，自設實驗

在礦泉水瓶下面扎一些小孔，裝上水后水從小孔噴出。如果讓瓶自由下落，水會怎樣噴？先讓學生猜想可能發生的現象，再觀察現象。拋出后水處于失重狀態，對瓶無壓力，水不噴。四．學生自己發現生活中的超重和失重問題并引導學生用自己理解到的超重和失重知識去解決式解釋這些現象。

多媒體演示

生活中乘電梯現象 因此過程比較短，所以 注意引導學生觀察 老師引導學生動手

多媒體展示太空中的完全失重狀態 學生分層教學思考

學生在老師引導下自設實驗。可利用多媒體把實驗過程慢放（課前準備）多媒體投影

鞏固練習

1.質量為m的物體用彈簧秤懸在升降機的頂棚上，在下列哪種情況下，彈簧秤讀數最小：

A: 升降機勻速上升

B: 升降機勻加速上升，且

C: 升降機勻減速上升，且

D: 升降機勻加速下降，且

2.運動員在地面上能舉起100千克質量杠鈴，在a=g/2加速上升的電梯中能舉起多大質量的杠鈴？

課堂小結

無論是超重還是失重，物體實際重力不變 超重和失重與速度方向無關，只與加速度方向有關 超重條件：加速度向上； 失重條件：加速度向下。

課后作業

1.學了超重失重的知識后，大家用彈簧秤測量物體的重量時，除了要注意彈簧秤的量程以及校正調零之還要注意什么呢？

2.上網查閱神州六號飛船上航天員應該怎樣吃飯喝？ 3.完成課后練習與評價

板書設計

教學反思

學生是否能夠通過合作式的探究學習方式感受生活中的超重和失重現象。學生是否能夠從已有的牛頓定律知識從理論上了解超重和失重的本質。

學生是否把學到的超重和失重現象的本質的理解應用到具體生產和生活中去并且解釋和解決一些具體的問題。

第四篇：超重和失重教案

超重和失重·教案

肖德軍

（河北省永清縣職教中心 065600）

一、教學目標

1.理解什么是超重、失重和完全失重，掌握超重、失重和完全失重的本質并能熟練的判斷超重、失重和完全失重。

2．運用牛頓第二定律分析超重和失重的原因；

3．培養學生熟練應用牛頓第二定律分析解決超重和失重問題的能力。

二、重點、難點分析 重點是對超重、失重和完全失重的理解及其超重、失重和完全失重的判斷方法。難點是熟練應用牛頓第二定律分析解決超重和失重問題。

三、教具

體重計、超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細線、下面扎孔的礦泉水瓶、有關神州七號宇宙飛船的錄像資料、投影儀。

四、主要教學過程(一)新課導入

播放神州七號宇宙飛船發射和在軌運行的錄像片段并加以解說，大家看一看飛船發射時宇航員采用的是什么姿勢？（橫臥）宇航員為什么要采取橫臥的姿勢？原因是飛船發射時宇航員要承受相當與自身體重5-8倍的巨大壓力。再看一下飛船入軌后飛船里的情況，物體和宇航員都漂在空中，怎么解釋以上兩種現象呢？這就是我們今天要研究的問題---超重和失重。-(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。我們讓右側物體質量大于左側物體質量，開始用手拖住右側物體讓系統靜止觀察彈簧秤示數，放手后左側物體向上加速運動，我們再觀察彈簧秤示數。

提問：看到了什么現象？彈簧秤的示數增大，物體對彈簧秤的拉力增大。分析原因：取左側物體為研究對象，T-mg=ma，彈簧秤的拉力為

T=mg+ma=m(g+a)＞mg

可見物體向上加速運動時，物體對懸掛物（彈簧秤）的拉力大于物體的重力。（因為彈簧秤對物體的拉力大于物體的重力而彈簧秤對物體的拉力與物體對彈簧秤的拉力是一對作用力與反作用力大小相等）

實驗：取一體重計，讓一人站在上面不動讀出此時體重計的示數，然后讓他由下蹲狀態突然站起，讓學生觀察人加速上升階段體重計示數的變化。

（體重計）

提問：看到了什么現象？體重計的示數增大，人對體重計的壓力增大。

分析原因：取人為研究對象，T-mg=ma，體重計的支持力為

T=mg+ma=m(g+a)＞mg

可見當人向上加速運動時，人對支持物（體重計）的壓力大于人的重力。（因為體重計對人的支持力大于人的重力而體重計對人的支持力與人對體重計的壓力是一對作用力與反作用力兩者應當相等）

根據以上兩例歸納給出超重的定義和判斷方法

（1）超重：物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力大于自身重力的現象叫超重。（板書）

（2）超重的判斷方法：當物體具有向上的加速度時（加速上升或減速下降）處于超重狀態（板書）

讓學生舉出超重的實例教師給以歸納：電梯加速上升或減速下降階段、宇宙飛船等航天器發射和回收階段（指落地前減速下降階段）等。（板書超重實例）

2．失重現象 實驗：現減小裝置右側懸掛物質量使放手后左側物體向下的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數的變化。（相對于系統靜止時）

提問：看到了什么現象？彈簧秤的示數減少，物體對彈簧秤的拉力減小。分析原因：取左側物體為研究對象，G-T=ma，彈簧秤的拉力為T=mg-ma=m(g-a)＜mg

可見物體向下加速運動時，物體對懸掛物（彈簧秤）的拉力小于物體的重力。實驗：仍利用體重計，讓一人站在上面然后突然下蹲讓學生觀察人加速下降階段體重計示數的變化。

提問：看到了什么現象？體重計的示數減小，人對體重計的壓力減小。分析原因：取人為研究對象，T-mg=ma，體重計的支持力為

T=mg-ma=m(g-a)＜mg

可見當人向下加速運動時，人對支持物（體重計）的壓力小于人的重力。（因為體重計對人的支持力小于人的重力，而體重計對人的支持力與人對體重計的壓力是一對作用力與反作用力）

由以上兩例歸納出失重的定義和判斷方法

（1）失重：物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力小于自身重力的現象叫失重。（板書）

（2）失重的判斷方法：當物體具有向下的加速度時（加速下降或減速上升）處于失重狀態（板書）

讓學生舉出失重的實例教師給以歸納：電梯加速下降或減速上升階段、宇宙飛船等航天器加速下降階段等。（板書失重實例）3.完全失重 實驗：在礦泉水瓶下面靠近瓶底處扎一個小孔，裝上水后水會從小孔噴出，因為水對瓶底有壓力。把水瓶拋出，噴水情況會是怎樣呢？讓學生先分析預測可能發生的現象，再開始試驗觀察。試驗現象：水不再從小孔噴出，原因，水瓶拋出后水處于失重狀態而且是一種特殊的失重，水對瓶底無壓力-------完全失重。

結合上面實驗給出完全失重的定義和判斷方法

（1）完全失重：物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力為零的現象叫完全失重。（板書）

（2）完全失重的判斷方法：當物體具有重力加速度時處于完全失重狀態。（板書）

讓學生舉出完全失重的實例教師加以歸納：所有的拋體運動（在忽略了空氣阻力的情況下）、宇宙飛船等航天器在軌運行階段都處于完全失重狀態。（板書）

4.超重、失重和完全失重的本質

問題討論：有人說：“超重就是重力增加，失重就是重力減小，完全失重就是重力消失了。”這種說法對不對？你是怎么怎么理解的？

讓學生各抒己見，結合學生對上述問題的討論歸納出超重、失重和完全失重的本質：

超重不等于重力增加，失重不等于重力消失，完全失重也不等于重力消失。無論超重、失重還是完全失重，就重力本身而言都沒有發生變化，只不過是物體對懸掛物的拉力或者對支持物的壓力發生了變化，增加了減小了或者消失了。（板書）

5.例題

（投影）例1：回答以下各題

（1）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）將四塊磚疊放在一起，然后向上拋出（假設在運動中四塊磚不分開）那么各磚之間是否有彈力？

（3）如果一個人在體重計上由靜止突然下蹲并保持下蹲狀態不動。分析并回答在整個過程中體重計示數的變化情況？

解析：（！）起重機在加速吊起重物時具有一個向上的加速度，物體處于超重狀態加速度越大重物體對鋼絲繩的拉力就越大容易將鋼絲繩拉斷。

（2）由于整體做拋體運動，加速度為重力加速度處于完全失重狀態。因而各磚之間無壓力。

（3）由于該人從靜止開始先加速下降再減速下降最后靜止因而先失重再超重所以體重計示數的變化情況是先減小再增大最后回復起始值。

(投影)例2：一臺升降機的地板上放著一個質量為m的物體，它跟地面間的動摩擦因數為μ，可以認為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一根勁度系數為k的彈簧水平放置，左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時彈簧的伸長為△x，彈簧對物體有水平向右的拉力，求：升降機怎樣運動時，物體才能被彈簧拉動？

分析：物體開始沒有滑動是由于彈簧的拉力小于最大靜摩擦力。這里f=μN，只有減小地面對物體的壓力才能減少最大靜摩擦力，當f=μN=k△x時物體開始滑動。

取物體為研究對象，受力如圖，當物體做向下的加速運動或向上的減速運動時，才能使地面對物體的壓力減小，即G-N=ma。

聯解兩式得：a=(G-N)/m=(mg-k△x/μ)/m=g-k△x/μm 即升降機做a＞g-k△x/μm的向下的勻加速運動或向上的勻減速運動時，物體可以在地面上滑動。

布置作業；練習(1)(2)(3)

五、說明

1．本節課可采用在教師引導下，教師跟學生共同討論研究的方式進行。在教學中教師要注意學生對知識的接受情況，恰當地提出問題，對學生的認識給予正確的評價和解釋。

2．對于演示實驗1要注意彈簧秤的量程要小，最好是0.2千克左右的，刻度要明顯利于學生觀察。兩邊重物的質量選擇要合適，可使加速過程時間較長、較穩定。

第五篇：超重和失重 說課稿

《超重和失重》教學設計

[新課導入] 在上新課之前，和大家先做一個小小的實驗：首先，請大家拿出兩本書，放在桌面上分頁地交叉在一起，可以逐頁交叉，也可以兩頁或三頁，好，現在大家站起來水平的用力拉，可以放在桌面上拉。找同學說說感受，不能拉開，拉開了？什么感覺，很費力。

有的同學拉開了，有的沒拉開，拉開很費力。那有沒有巧妙的辦法將其拉開呢？ 學生：、、、、、、、、、師，看看這樣的辦法，下落過程將其拉開。

師：好，為什么下落過程能拉開呢？我們就帶著這個問題研究今天的內容。

二、超重和失重

問題情境：如果給你一個彈簧秤，使用彈簧秤時，要注意什么問題？怎樣由測力計測物體的重力？

通常情況下，我們把物體掛在彈簧掛鉤下，保持物體靜止，再來讀取彈簧秤的示數。生：這是因為當物體掛在彈簧秤下靜止時，物體處于受力平衡狀態，重力的大小和彈簧秤對物體的拉力相等，而實際上彈簧秤測量的是物體對彈簧秤的拉力，在這種靜止的情況下，拉力的大小是等于重力的．

那是不是在任何情況下，彈簧秤或托盤秤的示數都能顯示物體重力的大小呢？ 師：同學們請看，老師在電梯里稱量物體的重量時，遇到了什么問題？觀光電梯中擺放著托盤秤，掛著彈簧秤。當電梯靜止時指針在這個位置，當指針順時針偏轉時，表示物體對托盤秤的壓力變大，當指針逆時針偏轉時表明物體對托盤秤的壓力變小。同學們可以選擇其中一個秤來觀察，同時托盤秤后面有等寬的瓷磚，可以以瓷磚為參考系判斷電梯運動情況。

師：看到了什么現象？

生：1兩秤的示數在變化，2，一會變大一會變小。師：大家看到的是不是這樣的現象啊？

師：好，我們看到的的確是這種現象，我們發現有時好象物體的重力變大了，有時物體重力好象又變小了，難道物體的重力真的變化了嗎？

生：重力并沒有發生變化

師：那為什么彈簧秤和托盤秤的示數卻發生了變化呢? 原因是：當物體隨彈簧秤或托盤秤加速上升或減速下降的過程中，運動狀態發生了變化，也就是說產生了加速度，此時物體受力不再平衡，拉力或壓力的大小不再等于重力，所以秤的示數發生了變化．

這位同學分析得非常好，物體的重力是沒有變化的，只是拉力或壓力發生了變化。我們把物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力叫做物體的視重，而把物體的真實重力稱為實重。當物體處于平衡狀態時，視重等于實重。當物體運動狀態發生變化時，視重就不再等于物體的重力，而是比重力大或小． 在物理學中，我們將物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力大于重力的現象叫做超重。而將物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力小于重力的現象叫做失重。感悟生活：

師：那同學們想一想，在生活中你有沒有親身體驗過超重或失重？在哪里體驗過？哪位同學說說，什么感覺？

好，和老師的感覺一樣。通過剛才的錄像我們發現電梯里面的確有超重和失重現象。從指針偏轉看有時候超重，有時候失重。熱愛求知的人都會這樣的習慣只看到現象不是我們的目的，我們要透過這個現象看其本質。那么究竟什么時候超重？什么時候失重呢？

也就是說：發生超重和失重現象的條件是什么呢？我們就以電梯中的超重和失重現象來探索發生超重和失重的條件。

首先我們應了解電梯的運動情況，實際上電梯在上升過程可分為三個階段：加速上升、勻速上升、減速上升。電梯下降過程可分為：加速下降、勻速下降、減速下降。

我們知道，觀察并記錄現象是科學探究中的重要環節，那現在我就反復播放錄像，大家觀察。在電梯運行的這六個階段到底什么時候超重什么時候失重？也就是具體任務是：觀察并記錄超重或失重現象都發生在電梯運行中的哪些階段呢？再次提醒同學們呢托盤秤指針順時針偏轉表示物體對托盤秤的壓力變大，指針逆時針轉動表示壓力變小。

師：哪位同學分享一下自己觀察到的結論？ 提問：學生回答，有問題的換同學補充。師：好，那大家同不同意以上幾個同學的說法？

師：剛才同學們的記錄顯示了電梯運行六個階段中的超重和失重情況。那同學們你們憑借剛才的觀察你猜想：超重和失重到底和電梯運行過程中的什么物理量有關系呢？ 生：回答，1，跟加速度有關，師：還有沒有其他看法？電梯運行有時加速有時勻速有時有減速，加速度如何變化的呢？ 生：跟加速度方向有關系？

師：問，你憑什么說跟加速度有關系，你的理論根據是什么？

生：從牛頓第二定律分析，加速或減速時，物體不平衡，說明某方向上有力。還有沒有不同觀點，討論一下，回答。

師:剛才同學們都是從牛頓第二定律即理論上進行分析的，這當然是研究問題的一種方法，當然，我們還可以通過實驗來分析一下。

既然，同學們說跟加速度有關或速度，那你們就將這六個階段的加速度情況分析出來。師：具體任務是：分析猜測的物理量在這六個階段的情況，結合表格分析總結尋找得到什么規律呢？大家交流討論一下。有不明白舉手提問。

師：從動力學角度進行了分析，剛才我說，能不能分析這六各階段的加速度情況？通過表格探究和加速度有什么關系？

結論：

3、產生條件：

(1)超重產生條件

a向上

加速上升或減速下降(2)失重產生條件

a向下

加速下降或減速上升 師：為什么會發生超重和失重現象呢？我們能不能用我們學過的牛頓第二定律，來定量計算一下在超重和失重情況下物體的壓力或拉力到底是多少呢？現在我們看題：

以電梯中托盤秤所放物體為研究對象，已知物體的質量為m,升降機加速度的大小為a,根據下列五種情景,求物體對托盤秤壓力分別是多少？（重力加速度為g）

情景一：電梯勻加速上升；

情景四：電梯勻減速下降；

對重物受力分析如圖：以加速度a加速上升 由牛頓第二定律得： F合 = F — mg = m a 故：F = mg + m a > G因此產生超重 情景二：電梯勻減速上升； 情景三：電梯勻加速下降；

對重物受力分析如圖：以加速度a加速下降 F合 = mg — F = m a 故：F = mg — m a ＜mg 因此產生失重。此時，物體對托盤秤的壓力小于自身重力。同學們設想，如果壓力逐漸減小，減小到零時，電梯發生了什么？ 回答都有道里。纜繩斷了，臺秤壞了。等等。

實際上此時電梯a=g向上的支持力F=0時，我們把它叫做完全失重狀態。那么電梯到底處于什么情況大家可以自己想象了。

師：我們在平時工作學習中哪位同學體驗過完全失重所帶來的感覺呢？沒有。看過沒有？

學生：看過，在哪里？沒看過。

師：那想想處于完全失重該處于什么樣呢？ 讓我們看一段視頻。其實在太空艙里所處狀態為完全失重狀態，我們看一看我們的宇航員是怎樣進行失重訓練和在太空工作的。其實在這種完全失重狀態下可以進行很多地面上無法進行的實驗，如，1985年第一位美籍華人王贛駿在太空艙里研究了微重力環境下液體的狀態，發現他是球形。

想一想，在我們的身邊有沒有實驗能夠證明一下這個狀態呢。礦泉水瓶實驗。水之所以會流出是因為水對瓶底有壓力作用。當礦泉水瓶自由下落時，誰還會流出嗎？用剛才所學物理規律判斷一下。學生：不會流出。看來，我們用所學的物理規律能夠判斷出未知的物理現象，那我們看是不是這樣呢？注意觀察，水平下落很快，順手拈來的物品做實驗也要注意實驗的規范性。這個不太明顯。回去自己做一下。

好，這回我們來一個不帶水的實驗。我們研究研究身邊現象，人下蹲過程到底是超重還是失重？站起的過程呢。

學生：失重、觀點一樣、先失重，平衡，超重。

師，用力傳感器研究一下，橫坐標時間，縱坐標表示力。怎么研究呢，鉤碼代表人將鉤碼和人看成整體，找一位同學，老師教你下蹲就下蹲，站起來就站起來，迅速點。好，出來了這樣一條圖線，看先是平行線表示什么意思，往下凹曲，向上凸起又是什么意思？最后該同學站起沒動，圖線平行線又是什么意思？

課堂小結：今天我們主要學習了超重和失重，知道了產生條件當加速度向上時發生超重，加速度向下時發生失重。我們也用牛頓第二定律進行了理論分析，知道物體處于完全失重狀態時加速度為重力加速度。超重失重的實質是物體重力沒有變只是拉力壓力在變。

通過這節課的學習我們應該明白課前的實驗，為什么在下落過程就能將書輕松的拉開了。

作業1，剛在所做圖像分為幾部分，各部分表示的物理意義是什么？

作業2，自制土天平，掛上不同質量鉤碼，不能水平，那將其自由下落時能不能處于水平狀態。回去動手做一下，然后在進行理論分析。

板書設計:

§4.7超重和失重

1.超重：視重大于實重

條件：a 向上

加速上升或減速下降 分析：F – mg = ma → F = mg + ma

2.失重：視重小于實重

條件：a向下

加速下降或減速上升 分析：mg – F = ma →F = mg-ma 完全失重：a=g 向下 F=0 實質：是物體重力沒有變只是拉力壓力在變。

我們看，無論超重還是失重向上的拉力的表達式都可表示成

F = m a + mg，我們知道物理規律除了可以用公式表示還可以用直觀的圖像來表示。在上面的公式中，加速度和力是一次函數關系，這不僅讓我們想到數學中的一次函數表達式y=kx+b,這個函數在x-y坐標系中應該是一條直線，畫出直線。這條直線和坐標軸有兩個交點，說明每個交點的坐標值。力和加速度的關系也是一次函數關系，那我將圖像中橫軸改為a，縱軸表示F。好，我們借助這個圖像進一步分析這條圖線和兩坐標軸的交點表示的物理意義是什么？一二象限的圖線表示什么含義？討論一下；回答；討論分析。

縱坐標拉力=重力。第一象限的圖線大于重力處于超重狀態，第二象限圖線表明拉力小于重力，處于失重狀態。橫坐標交點，表明物體只在重力作用下向下加速運動。a=g。處于失重狀態，