高一物理超重、失重和完全失重教育科学版知识精讲.doc

用心爱心专心高一物理超重、失重和完全失重教育科学版【本讲教育信息】一.教学内容：超重、失重和完全失重二.教学目标1.知道什么是超重、失重和完全失重现象。2.理解在什么条件下会产生超重和失重现象。3.会分析、解决超重和失重问题。4.知道安全运行距离。5.知道反应距离和制动距离。6.知道安全带和安全气囊的作用。三.教学过程1.实重与视重（1）实重：物体实际所受的重力，物体所受的重力不会因物体运动状态的改变而变化。（2）视重：当物体在竖直方向有加速度时（即），物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。说明：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们用弹簧测力计测物体重力时，强调应在静止或匀速运动状态下进行。2.超重和失重现象（1）超重现象：当支持物存在向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体本身重力的现象称为超重现象。若支持物或悬挂物为测力计，则超重时“视重”大于实重，超出的部分为ma，此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。（2）失重现象：当支持物存在向下的加速度时，物体对支持力的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体本身重力的现象称为失重现象。失重时“视重”小于实重，失去的部分为ma，此时物体可做向上减速运动或向下加速运动。在失重现象中，物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。此时“视重”等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。（3）超重与失重的原因①超重在升降机中的机板的测力计上挂有一质量为m的物体，整个升降机系统有向上的加速度a，那么物体对升降机测力计的压力是否还等于自身的重力？压力如何求呢？物体受到重力和支持力，如图1所示，由牛顿第二定律，得图1，∴。由牛顿第三定律，物体受到支持力和物体对测力计的压力大小相等。②失重若升降机系统具有向下的加速度a，如图2所示，则由牛顿第二定律得图2，∴。由牛顿第三定律，物体受到的支持力和物体对测力计的压力大小相等。③完全失重在图2中，若a=g时，则由牛顿第二定律，得。。则物体对支持物的压力变为零。（4）超重和失重仅仅是一种现象①物体处于超重和失重现象时，好像物体的重力时大时小。物体处于平衡状态时，物体受到的重力大小等于支持力或拉力。物体处于超重时，拉力或支持力大于重力，也称为“视重”大于实重现象。物体处于失重时，拉力或支持力小于重力，也称为“视重”小于实重现象。由此可见，所谓的超重和失重，只是拉力（或支持力）的增大或减小，是视重的改变。由此现象分析，要测量物体的重力，必须使物体处于静止或匀速直线运动状态。②因为重力是由于地球对物体的吸引而产生的，所以重力只和地球及物体本身有关，而和物体的运动状态无关。无论是超重还是失重，物体本身的重力并不随其运动状态的不同而发生改变。超重时，视重大于实重；失重时，视重小于实重，物体的实重不变。③在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，如：物体对桌面无压力，单摆停止振动，浸在水里的物体不受浮力，天平不能使用等。④超重和失重现象，仅与加速度有关，与速度无关，竖直向上加速或向下减速运动，都可以产生超重现象；竖直向下加速或向上减速都可以产生失重现象。⑤在失重的条件下，能生产出平常状态下难以生产的一些产品。注：①当物体沿斜面加速下滑或沿斜面减速上行时，有类似的失重现象发生；当物体斜面减速下滑或沿斜面加速上升时，有类似的超重现象发生。②在运行中的人造地球卫星中的物体受到的地球的吸引力完全产生了改变其运动状态的加速度，对跟它接触的物体没有压力作用，处于完全失重状态。3.匀变速直线运动与汽车行驶安全（1）反应时间日常活动中，有时需要反应灵敏，对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此。当发现某种情况时，能及时采取行动，战胜对手或避免危险。从发现情况到采取相应的行动经过的时间叫反应时间。在通常情况下，驾驶员的反应时间与其注意力集中程度，驾驶经验和体力状态有关，平均约为0.5s~1.5s。驾驶员酒后的反应时间至少会增加2倍~3倍。（2）反应距离、制动距离、停车距离、安全距离在行驶的过程中，驾驶员发现前方有危险时，必须先经过一段反应时间后，才做出制动动作，在反应时间内汽车以原来的速度行驶，所行驶的距离称为反应距离。反应距离的长短取决于反应时间长短和汽车运动速度的大小。从制动刹车开始，到汽车完全停下来，汽车做减速运动，所通过的距离叫制动距离。制动距离的长短，取决于路面情况和汽车的运动速度。反应距离和制动距离二者之和就是停车距离，那么停车距离的长短，就由反应距离和制动距离来决定。由此可见，安全距离应该是大于一定情况下的停车距离，教材中的“《驾驶员守则》中安全距离图”指出一般情况下汽车各行驶速度所对应的大致安全距离，在实际操作过程中，驾驶