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《超重与失重》教学设计教学设计：超重与失重教学内容：本课将主要围绕“超重”与“失重”这两个概念展开，介绍它们的定义、原理、相关实验和应用等内容。
学生通过本课的学习，可以更加深入地理解物体在地球引力场中的状态变化，并且能够应用所学知识解决相关问题。
一、教学目标1.知识目标：了解超重与失重的定义与原理，理解物体在不同重力场中的状态变化。
2.能力目标：能够分析超重与失重的实验现象，能够应用所学知识解决相关问题。
3.情感目标：培养学生的观察、思考和实验能力，激发学生对物理学习的兴趣。
二、教学重难点1.重点：介绍超重与失重的概念与原理，展示相关实验现象。
2.难点：帮助学生理解物体在地球引力场中的状态变化，引导学生应用所学知识解决实际问题。
三、教学过程1.导入：通过提问引导学生思考，了解他们对“超重”与“失重”的理解，激发学生对本课内容的兴趣。
2.概念讲解：介绍“超重”与“失重”的定义与原理，帮助学生建立概念框架。
3.实验演示：进行相关实验，展示超重与失重的现象，引导学生观察并记录实验结果。
4.讨论分析：学生通过实验结果，分析超重与失重的原因，并进行讨论交流，加深对概念的理解。
5.拓展应用：引导学生思考超重与失重的应用领域，让他们举例说明，并解释相关问题。
6.总结反思：对本课内容进行总结，让学生回顾所学知识，对超重与失重有一个清晰的认识。
四、教学评估1.学生表现：通过学生的课堂表现、讨论质量和实验结果等方面进行评估。
2.学生作业：布置相关作业，包括课后习题、实验报告等，帮助学生巩固所学知识。
3.反馈机制：及时对学生的学习情况进行反馈，鼓励学生积极参与课堂活动。
五、教学资源1.教材：提供相关教学依据和知识点。
2.实验器材：准备超重与失重相关实验所需的器材。
3.多媒体设备：使用多媒体课件进行讲解与展示。
4.班级环境：确保课堂环境整洁、安全。
六、教学反思1.教学内容是否符合学生的学习需求，是否能够引起学生的兴趣。
2019人教版高中物理新教材目录必修一第一章运动的描述1.质点参考系2.时间位移3.位置变化快慢的描述－速度4.速度变化快慢的描述－加速度第二章匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验：探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验：验证机械能守恒定律必修三第九章静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场电场强度4.静电的防止与利用第十章静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验：练习使用多用电表第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验：电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场磁感线2.磁感应强度磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验：验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象火箭第二章机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验：用单摆测重力加速度6.受迫振动共振第三章机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验：油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。
6 超重和失重-人教版高中物理必修第一册（2019版）教案教学目标1.理解什么是超重和失重现象；2.掌握超重和失重现象的公式；3.能够通过公式计算物体在不同场合下的超重和失重力大小。
教学重点1.引导学生对超重和失重现象进行理解；2.给学生讲解超重和失重的公式以及其应用。
教学难点让学生通过理论知识计算超重和失重力的具体数值。
教学方法1.案例引入法通过讲述真实案例，来引导学生对超重和失重这两种现象进行理解和认知；2.PPT课件讲解通过PPT课件讲解超重和失重现象的公式、应用以及计算方法，营造良好的学习氛围；3.分组讨论法通过学生分组讨论的方式，来加深学生对超重和失重本质的理解以及具体数值计算。
教学流程1.引入环节（5分钟）引导学生对超重和失重两种现象进行初步认知，通过案例引导学生对两种现象进行初步理解。
2.讲解超重与失重概念（10分钟）教师通过简要讲解来帮助学生更好地理解超重与失重两种现象。
3.公式推演（15分钟）教师为学生讲解超重和失重公式的推导过程，包括公式中各个参数以及其意义的说明。
4.课堂演示（10分钟）通过在课堂上演示超重和失重现象，激发学生的兴趣和学习热情。
5.计算实践（15分钟）教师组织学生进行小组讨论，让学生通过公式来计算超重和失重力的具体数值。
6.总结（5分钟）教师对本次教学进行总结，提醒和回顾本次学习所要掌握的知识点。
教学评估1.在教学中，教师能够提问学生，引导他们对基本概念有清晰的认识；2.在计算部分，教师会对学生进行实时帮助，引导学生正确理解公式计算；3.通过小组讨论和课堂演示，在激发学生学习兴趣的同时，巩固他们的知识点。
教学反思教学中，需要更多地细化超重和失重两种现象的表述。
在计算部分，教师应当更注重学生实际操作，引导他们对公式的理解和掌握。
第三章第七节超重和失重
在太空中，人们会经历超重和失重的现象。
这些现象是由于物体所
受的引力产生的。
当一个人站在地球上时，他受到地球引力的作用。
而当他进入太空时，他不再受到地球引力的作用，因此会经历失重的
现象。
当人们在太空站在一个旋转的空间站上时，他们会经历超重的现象。
这是因为旋转空间站所产生的向心力会向外推开人们的身体，导致体
重增加。
这种超重的感觉有点像乘坐过山车或旋转木马一样，但持续
时间更长，更加难以承受。
失重也是一种奇妙的体验。
在失重状态下，人们能够自由移动，甚
至能够飞行。
但是，失重状态下也存在一些问题。
例如，人们在失重
状态下会失去方向感，因为没有地心引力来帮助他们感知上下方向。
此外，失重状态下，人们的肌肉、骨骼和心血管系统都会下降，导致
身体的适应性下降，容易感到乏力和头晕眼花。
在太空中，超重和失重不仅仅是一种物理现象，更是一个生理和心
理挑战。
宇航员需要进行严格的身体和心理训练来适应这些状态，并
使他们能够在太空环境中更好地工作和生活。
总之，太空中的超重和失重是一种独特的体验，需要宇航员具备良
好的身体和心理素质来适应这种状态，这也是太空探索取得成功的重
要因素之一。
6. 超重与失重
1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象．
2．产生条件：物体有向上的加速度．
3．运动状态：超重物体包括向上加速运动和向下减速运动两种运动情况．[再判断]
1．物体处于超重状态时，一定向上运动．(×)
2．物体处于超重状态时，可能向下运动．(√)
3．物体处于超重状态时，是指物体的重力增大了．(×)
[后思考]
“超重”是不是物体所受的重力增加了？
【提示】不是“超重”现象是物体由于具有向上的加速度，对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体所受重力，物体所受重力没有变化．[合作探讨]
如图3-6-1所示，在电梯的地板上放置一个质量为m的物体．
图3-6-1
探讨1：当电梯静止时，物体对电梯的压力为多少？
【提示】 压力为mg .
探讨2：当电梯加速上升时，压力会发生什么变化？
【提示】 压力变大
探讨3：超重状态物体一定向上运动吗？
【提示】 不一定，可能向下减速运动．
[核心点击]
1．实重与视重
(1)实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化．
(2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重．
2．产生超重的原因
当物体具有竖直向上的加速度a 时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F .由牛顿第二定律可得：F －mg ＝ma .所以F ＝m (g ＋a )>mg .由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F ′>mg .
3．超重的动力学特点
超重⎩⎨⎧⎭
⎬⎫向上加速运动向下减速运动加速度方向向上(或有向上的分量)．
如图3-6-2所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下
端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )
图3-6-2
A ．电梯一定是在上升
B ．电梯一定是在下降
C ．电梯的加速度方向一定是向下
D ．乘客一定处在超重状态
【解析】 电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸
长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D.
【答案】 D
[迁移1]下列说法中正确的是()
A．只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态
B．超重就是物体所受的重力增大
C．物体处于超重状态时，地球对它的引力变大
D．超重时物体所受的重力不变
【解析】只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做减速运动，故A错误．超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故B、C错误，D正确．
【答案】 D
[迁移2]质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图3-6-3所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2)
图3-6-3
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升；
【解析】以人为研究对象受力分析如图所示：
(1)匀速上升时a＝0，所以N－mg＝0
N＝mg＝600 N.
据牛顿第三定律知
N′＝N＝600 N.
(2)匀加速上升时，a向上，取向上为正方向，则
N－mg＝ma
N＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N
据牛顿第三定律知：
N′＝N＝840 N.
【答案】(1)600 N(2)840 N
对超重现象理解的两点技巧
1．物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma；
2．决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动．
1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象．
2．产生条件：物体有向下的加速度．
3．运动状态：失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况．4．完全失重
(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态．
(2)产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象．
[再判断]
1．只要物体向下运动，就会引起失重现象．(×)
2．物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零．(√)
3．物体完全失重时，不受重力作用．(×)
[后思考]
在完全失重的情况下，一切由重力产生的现象会消失，那么天平还能测出物体的质量吗？浸在水中的物体还受浮力吗？
【提示】不能．不会受到浮力．
[合作探讨]
找一个用过的易拉罐(或金属罐头盒、塑料瓶)，在靠近底部的侧面打一个孔，用手指按住孔，在里面装上水，如图3-6-4所示．
图3-6-4
探讨1：移开手指，会出现什么现象？
【提示】水会从小孔流出．
探讨2：如果让罐子自由下落，如图3-6-5，在下落过程中，上述现象有变化吗？这是为什么呢？
图3-6-5
【提示】水不再流出，因为自由下落过程中水处于完全失重状态．
[核心点击]
1．对失重现象的理解
(1)从力的角度看：失重时物体受到竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．
(2)从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g，如图)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．
图3-6-6
(3)从速度的角度看：只要加速度向下物体就处于失重状态，其速度可以向上也可以向下．常见的失重状态有两种：加速向下或减速向上运动．2．对完全失重的理解：物体处于完全失重状态(a＝g)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生压强等．
图3-6-7
(多选)在升降机内，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，则下列判断可能正确的是(g取10 m/s2) ()
【导学号：96332045】A．升降机以8 m/s2的加速度加速上升
B．升降机以2 m/s2的加速度加速下降
C．升降机以2 m/s2的加速度减速上升
D．升降机以8 m/s2的加速度减速下降
【解析】人发现体重减轻，说明人处于失重状态，加速度向下，由mg－N＝ma，N＝80%mg，故a＝0.2 g＝2 m/s2，方向向下．升降机可能加速下降，也可能减速上升，故B、C正确．
【答案】BC
[迁移3]如图3-6-8所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()
【导学号：96332046】
图3-6-8
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
【解析】以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g，方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B之间无弹力作用，A正确，B错误．下降过程，A、B仍是处于完全失重状态，A、B之间也无弹力作用，C、D错误．
【答案】 A
[迁移4]一个质量50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量m A＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40 N，如图3-6-9所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力．
图3-6-9
【解析】依题意可知，弹簧测力计读数为40 N，而物体A的重力G＝m A g
＝50 N，显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体A处于失重状态．由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态．
以A为研究对象，受力分析如图甲所示．
由牛顿第二定律得
m A g－T＝m A a
甲乙
所以a＝m A g－T
m A＝
5×10－40
5m/s
2＝2 m/s2，方向向下，人的受力如图乙所
示．
由牛顿第二定律得
Mg－N＝Ma，
所以N＝Mg－Ma＝400 N
由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400 N，方向向下．
【答案】400 N，方向向下
对失重现象理解的两点注意：
1．处于完全失重状态的物体，并不是所受重力消失了，重力并不变，只是物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零．
2．若物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即a y≠0，即当a y的方向竖直向上时，物体处于超重状态；当a y的方向竖直向下时，物体处于失重状态．。
