高中物理超重与失重教案(2)鲁科版 必修1.doc

用心爱心专心

超重与失重（2）
从容说课
由牛顿第二定律可知物体的受力情况决定了物体的加速度.被悬挂或被水平面支持的物体与悬线或水平支持面之间的作用力大小不一定等于它所受重力的大小，悬线或水平支持面之间的作用力与物体所受重力的差异决定了物体的加速度.换而言之，物体的加速度直接反映了两者的差异.
三维目标
知识与技能
1.进一步掌握超重、失重现象及其实质.
2.用牛顿第二定律解释超重和失重的原因，并能进行定量计算.
3.超重和失重状态下天平和弹簧秤的使用.
过程与方法
培养学生应用牛顿第二定律分析、解决实际问题的能力.
情感态度与价值观
知识是力量的源泉，知识是能力的基础的辩证唯物主义思想的渗透.
教学设计
教学重点用牛顿第二定律解释超重和失重，并进行定量计算.
教学难点1.视重与重力的辩证关系.
2.熟练地运用牛顿运动定律解决生活中的物理问题.
教具准备多媒体系统
课时安排1课时
教学过程
导入新课
复习
超重:（1）当物体有向上的加速度时，产生超重现象.
（2）产生超重现象时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力增大.
失重:（1）当物体有向下的加速度时，产生失重现象（包括匀减速上升，匀加速下降）.此时F拉或F拉小于G.
（2）当物体有向下的加速度且a＝g时，产生完全失重现象，此时F拉＝0或F拉＝0.
超重和失重的本质:产生失重和完全失重时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力.
推进新课
［例题剖析1］一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为Δx，弹簧对物体有水平向右的拉力，求:升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动?
教师精讲
物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力，这里f=μN，只有减小地面对物体的压力才能减小最大静摩擦力，当f=μN=kΔx时物体开始滑动.
取物体为研究对象，受力如图6-4-4，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即G-N=ma.

图6-4-4
联解两式得:a=(G-N)/m=(mg-kΔx/μ)/m=g-kΔx/μm.即升降机做a＞g-kΔx/μm的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动.
［例题剖析2］某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体,在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80kg的物体.则此电梯的加速度大小是________m/s2，如果电梯以这个加速度加速上升，则此人在电梯里最多能举起质量为________kg的物体.(g取10m/s2)
教师精讲
第一种情况物体处在失重状态；第二种情况物体处在超重状态.
且无论在什么情况下人所能承受的最大压力均为600N，mg-600=ma,a=2.5m/s2
600-mg=ma所以m=48kg.
［例题剖析3］如图6-4-5所示，长l=75cm的静止的直筒中有不计大小的小球，筒与球的总质量为4kg，现对筒施加一个竖直向下、大小为21N的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5s，小球恰好跃出筒口，求小球的质量.

图6-4-5图6-4-6
教师精讲
筒受几个力的作用？在这几个力的作用下筒将做什么运动？小球受几个力的作用？在这几个力的作用下小球将做什么运动？
画出筒和小球之间的运动示意图如图6-4-6.
解:设球与筒的总质量为M，小球的质量为m.
筒在重力和拉力共同作用下，向下做加速运动，设加速度为a.小球做自由落体运动，在时间t内，小球与筒的位移分别为h1、h2
由运动学规律得h1=gt2/2h2=at2/2.又l=h1-h2
解得a=16m/s2再对筒应用牛顿第二定律，可得F+（M-m）g=（M-m）a
解得m=0.5kg.
课堂小结
发生超重和失重现象时，物体并没有变化，只是由于物体有竖直方向的加速度使得物体对支持物的作用力发生了变化.这里讨论的问题限于地面附近的物体所发生的超重和失重现象，没有讨论航天飞机中的失重现象.请大家思考一下，航天飞机中的物体受不受地球的引力，它上面的失重现象又是怎样发生的呢?
教材习题详解
1.答:利用弹簧秤测量物体的重力是有条件的，即物体处于平衡状态.同样物体对水平面的压力的大小也只有物体处于平衡状态时才等于重力.
（故答案应为:不是.在平衡条件下）
2.解:此时人不是处在平衡状态，故压力不等于重力.以人为研究对象:共受两个力，重力mg和支持力N.这两个力的合力产生了一个向上的加速度，选择向上方向为正方向，根据牛顿第二定律有:N-mg=ma
所以N=mg+ma=(50×9.8+50×2)N=590N
又根据牛顿第三定律,人对测