高中物理新课标鲁科版 必修一优秀教案：(第4节 超重与失重 第2课时)(教师版)

超重与失重-鲁科版必修1教案一、教学目标1.理解质量和重力的概念；2.掌握物体所受重力的计算方法；3.掌握物体在不同重力条件下的运动规律；4.了解宇宙中的重力条件及其对人类生活、探索的影响。

二、教学内容1. 质量和重力的概念通过知识点讲解和实例分析，让学生了解质量和重力的概念，掌握两者的关系。

2. 物体受重力的计算方法通过实验演示和计算练习，让学生掌握物体所受重力的计算方法，掌握重力大小和物体质量、距离的关系。

3. 物体在不同重力条件下的运动规律通过实验演示和计算练习，让学生掌握物体在地球表面和太空中的运动规律，并理解重力对物体运动的影响。

4. 宇宙中的重力条件及其对人类生活、探索的影响通过图片、视频等多种教学方式，让学生了解宇宙中的不同重力条件以及对人类生活、探索的影响。

三、教学重点和难点1. 教学重点1.物体所受重力的计算方法；2.物体在不同重力条件下的运动规律。

2. 教学难点物体在太空中的运动规律。

四、教学方法授课、实验演示、图片、视频等多种教学方法相结合。

五、教学手段实验器材、计算器、投影仪等多种教学手段相结合。

六、教学过程1. 导入环节引出本节课的主题“超重与失重”，并让学生思考在哪些情况下会有超重和失重的现象出现。

2. 知识传授环节1.讲解质量和重力的概念；2.讲解物体所受重力的计算方法；3.讲解物体在不同重力条件下的运动规律；4.讲解宇宙中的重力条件及其对人类生活、探索的影响。

3. 实验演示环节1.对于物体所受重力的计算方法，进行实验演示；2.对于物体在不同重力条件下的运动规律，进行实验演示。

4. 计算练习环节让学生进行物体所受重力的计算练习，巩固所学知识。

5. 拓展阅读环节让学生自主阅读相关材料，了解更多有关宇宙中的重力条件及其对人类生活、探索的影响的知识。

6. 课堂总结和作业布置环节对本课所学知识进行总结，并布置相关作业。

七、板书设计1.质量和重力的概念；2.物体所受重力的计算方法；3.物体在不同重力条件下的运动规律；4.宇宙中的重力条件及其对人类生活、探索的影响。

第四节超重和失重教学目标：一、知识目标：1、了解何为超重现象和失重现象；2、了解产生超重和失重现象的条件；二、能力目标：1、能应用牛顿第二定律解释产生超重和失重的原因；2、理解生活中的超重与失重现象，并能利用所学分析解决相关问题。

三、德育目标：1、体验探讨的收获、分享的愉悦、探究学习的快乐；2、深刻了解超重与失重的利与弊，为祖国的航天事业深感骄傲，对航天工作者的付出和宇航员的辛苦深表崇敬。

四、教学重点：1、掌握分析现象的一般方法；2、了解超重和失重现象以及产生超重和失重的条件；3、能够运用牛顿定律分析解释产生超重、失重现象的原因；4、能利用超、失重知识解释分析实际问题。

五、教学难点：1、使学生积极参与讨论探究中来，并使他们掌握探究的一般步骤；2、对超重、失重现象的解释，并较好地应用于实例解释中。

突破难点方法：将探究的思想贯穿于整个教学中，并设计清晰的学习思路和掌握好实验设计。

六、教学方法：实验法、讲练法、探究式：现象→猜想→验证→结论→应用七、教学用具：弹簧秤、钩码、投影仪、投影片、底部有孔的空饮料瓶八、课前准备请你站在电梯中的体重计上，观察电梯在运动过程中体重计示数的变化情况，将观察结果填在表中,并填写在各过程中的感受：以上现象还能在什么情况下观察到呢？请独自实验观察。

九、教学步骤：（一）、导入新课演示实验：让学生观察：一个底部有孔的空饮料瓶，先用手按住小孔，往瓶里注水然后放开手指，观察到什么现象？（水喷射而出）放开手指后，让瓶子自由下落，观察到什么现象？（瓶子下落过程中，水并不从小孔喷出）问:水喷出来的原因是什么，瓶子下落过程中水不喷出来的原因又是什么？学生动手体验：用手掌托着一叠较重的书，先让手缓缓上下移动，体会一下书对手掌的压力，跟静止时是否相同？然后手突然竖直上升或竖直下降，再体会一下，手掌受到的压力跟静止时有什么不同？图示：宇航员仅用一根手指头即将另一宇航员“举”起，为什么？这些现象都和我们今天要讲的超重、失重有关，那么什么是超重、失重？什么情况下会出现超重、失重？二、新课教学：（一）用投影片出示本节课的学习目标：1：知道什么是超重和失重；2：知道产生超重和失重的条件；（二）学习目标完成过程：1、超重和失重：实例分析：利用弹簧秤测重力原理？a、在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）大小等于【重力】b、当物体的加速度向上时，物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）等于重力吗？视频：电梯里的台秤视数随电梯升降不断变化？并把静止时、向上加速时、匀速时、向上减速时的读数进行比较，发现读数不一样。

超重与失重★教学目标(一) 知识与技能1. 通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

2. 进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

(二) 过程与方法1. 培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。

2. 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。

(三) 情感态度与价值观1. 渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

2. 培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。

★教学重点发生超重、失重现象的条件及本质。

★教学难点超重、失重现象的实质。

★教学过程一、引入师：今天我们继续来学习用牛顿定律解决问题。

首先请同学们回忆一个概念：平衡状态。

什么叫做平衡状态。

生：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。

师：物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？ 生：因为牛顿定律是力与运动状态相联系的桥梁，所以根据牛顿第二定律mF a 合 知当合外力为0时，物体的加速度为0，物体将静止或匀速直线运动。

师：当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？ 生：根据平行四边形定则将力进行分解合成。

师：力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？学生会思考一会儿，但肯定会找到答案生：力的分解合成只适用于共点力。

师：那什么是共点力？生：如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点，那这几个力叫做共点力。

师：回答得很好，刚才我们复习了一下物体的平衡状态，如果物体处于非平衡的状态时，会发生什么现象呢？今天我们先来研究一下超重和失重现象。

二、超重与失重师：自从神州六号飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。

那什么是超重和失重呢，下面我们就来研究这个问题。

播放一段视频增加学生的感性认识例3、人站在电梯中，人的质量为m。

①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？【解析】:求解人对地板的压力，该题中如果选电梯为研究对象，受力情况会比较复杂，甚至无法解题。

第4节超重与失重1.超重和失重时物体的重力都没有改变，只是对水平面的压力或对竖直悬线的拉力(视重)大于(超重)或小于(失重)物体所受的重力。

2．超重的动力学特征是有向上的加速度，从物体的运动形式上看表现为向上的加速运动和向下的减速运动。

3．失重的动力学特征是有向下的加速度，从物体的运动形式上看表现为向下的加速运动和向上的减速运动，向下的加速度为g时是完全失重状态。

一、超重现象1．超重现象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．超重现象的产生条件物体具有竖直向上的加速度，与物体的速度的大小和方向无关。

3．运动类型超重物体做向上的加速运动或向下的减速运动。

二、失重现象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．产生条件物体具有竖直向下的加速度。

3．运动类型失重物体做向上的减速运动或向下的加速运动。

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)产生条件：物体竖直向下的加速度等于重力加速度。

(3)所有的抛体运动，在不计阻力的情况下，都处于完全失重状态。

1．自主思考——判一判(1)物体处于超重时，物体的重力增加，处于失重时物体的重力减小。

(×)(2)在加速上升的电梯中用弹簧测力计测一物体的重力，“视重”大于物体的重力。

(√)(3)竖直向上抛的物体上升时一定超重。

(×)(4)完全失重就是物体重力完全消失，不再受重力作用。

(×)(5)在水平面上做加速运动，也会引起失重现象。

(×)(6)只要物体有向下的加速度，就会引起失重现象。

(√)2．合作探究——议一议(1)“超重”是不是物体所受的重力增加了？提示：“超重”不是物体所受的重力增加了，“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。

(2)有人认为“向上运动就是超重状态”，你认为这种说法对吗？提示：不对，超重时加速度方向向上，但物体可能减速向下运动。

超重与失重-鲁科版必修1教案教学目标1.了解什么是重力和重量；2.学习计算物体在地球上的重量；3.理解物体在重力场中所受的作用力和加速度；4.掌握计算轨道运动中的状态参数；5.理解轨道运动中的失重现象并解释它的原因。

教学内容1.重力和重量的概念和计算方法；2.物体在重力场中所受的作用力和加速度；3.物体在不同高度的重量差异；4.地球运动状态参数的计算方法；5.轨道运动中的失重现象及其原因。

教学重难点1.理解物体在重力场中所受的作用力和加速度；2.掌握计算轨道运动中的状态参数；3.理解轨道运动中的失重现象并解释它的原因。

教学过程本单元共分为五个部分：第一部分重力和重量1.讲解重力和重量的概念；2.通过物体质量和重力加速度计算物体的重量；3.按照一定的角度倾斜水平面，在倾斜角度不变的情况下，重物的重量变化情况；4.分组讨论，探究高低不同的位置物体与地球的重力和重量变化。

第二部分物体在重力场中所受的作用力和加速度1.讲解物体在重力场中所受的作用力和加速度；2.讲解伽利略发现的重力研究成果；3.对于圆形轨迹问题，讲解速度方向和引力方向始终垂直所具有的重要性。

第三部分物体在不同高度的重量差异1.讲解物体在不同高度的重量差异；2.分组讨论，探究月球重力引起的地球和月球上物体的实际重量变化。

第四部分地球运动状态参数的计算方法1.讲解地球的自转和公转运动；2.讲解地球的各项状态参数的计算方法；3.制作地球的静态模型，让学生观察学习。

第五部分轨道运动中的失重现象及其原因1.讲解轨道运动中的失重现象及其原因；2.分组讨论，探究将月球和地球高度放置在地球自转的位置上，会不会出现失重现象。

总结本单元主要讲了重力、重量、物体在重力场中所受的作用力和加速度、物体在不同高度的重量差异、地球运动状态参数的计算方法以及轨道运动中的失重现象及其原因。

学生通过这一单元的学习，能够更深入地了解地球运动和物体在重力场中的运动情况，理解重量和重力的概念，以及掌握计算物体重量和状态参数的基本方法。

学习资料第4节超重与失重[学习目标］1．[物理观念]知道什么是超重和失重．2．［科学思维与科学方法]知道产生超重和失重的条件．3．［科学思维与科学方法］会分析、解决超重和失重问题．一、超重现象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:物体具有竖直向上的加速度．3．运动类型：超重物体做向上的加速运动或向下的减速运动．二、失重现象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:物体具有竖直向下的加速度．3．运动类型：失重物体做向上的减速运动或向下的加速运动．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)产生条件：物体竖直向下的加速度等于重力加速度．（3)所有的抛体运动，在不计阻力的情况下，都处于完全失重状态．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”）(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）竖直向上抛出的物体，在上升过程中处于超重状态．(×）（4)只要物体向下运动,就会引起失重现象．(×)（5)物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零．（√)（6)物体完全失重时,不受重力作用．（×）2．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D[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．] 3．如图所示，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（）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．下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力A［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，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，A正确,C、D错误．]超重现象（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作物体的视重．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．超重现象（1）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．(2）超重的动力学特点：超重错误!加速度方向向上(或有向上的分量）．（3）物体处于超重状态时，并不是重力增加．【例1】一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机地板的压力为(g取10 m/s2)（) A．750 N B．762 NC．900 N D．912 N思路点拨：升降机、人、鱼的加速度相同，由鱼可分析得到人的运动情况．另外,人对地板的压力须考虑他手中所提的鱼．D［1 kg的鱼的重力为10 N，而弹簧测力计的拉力为12 N,可知鱼所受的合力F鱼＝(12－10） N＝2 N，由牛顿第二定律可知此时鱼的加速度为2 m/s2,方向向上,这也表明升降机及升降机中的人也正在做加速度向上的运动，将人和鱼看作一个整体，可得N－(M＋m)g＝(M＋m)a，N为地板对人向上的作用力，而人对地板的反作用力与N相等，方向向下,计算可得N＝912 N，故选D．］理解超重现象的两点技巧（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．[跟进训练]1．如图所示,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（）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D［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．］2．质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示,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）(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则N＝mg＝600 N．据牛顿第三定律知体重计的读数为N′＝N＝600 N．(2）匀加速上升时，a向上，取向上为正方向,所以N－mg＝ma则N＝m（g＋a）＝60×(10＋4） N＝840 N据牛顿第三定律知：体重计的读数为N′＝N＝840 N．答案:（1)600 N （2）840 N失重现象a F顿第二定律可知，mg－F＝ma，F＝mg－ma即F〈mg，物体对支持物的压力小于重力．2．对失重现象的理解（1)从力的角度看：失重时物体受到的竖直悬绳（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,如图所示）,这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．3．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（如图所示)，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、液体柱不再产生压强等．【例2】质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上,如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数分别为多少?(g取10 m/s2)(1）升降机匀速上升；(2）升降机以3 m/s2的加速度匀加速下降．思路点拨:①体重计读数对应人对其压力大小．②可用转换对象法对人受力分析．解析：以人为研究对象进行受力分析,人受重力和支持力作用．（1）升降机匀速上升时，加速度a1＝0,所以有N1－mg＝0即N1＝mg＝600 N由牛顿第三定律知，体重计的读数为600 N．（2)升降机匀加速下降时，加速度向下，人处于失重状态，取向下为正方向，则有mg－N2＝ma2所以N2＝m(g－a2）＝60×（10－3) N＝420 N由牛顿第三定律知，体重计的读数为420 N．答案：(1）600 N (2）420 N超重、失重问题的处理方法(1）用牛顿第二定律列方程分析．以加速度的方向为正方向列牛顿第二定律方程,求出结果后，注意运用牛顿第三定律变换成所求的结论,也要注意区分加速度的方向和速度方向．（2）处理连接体问题时，如测力计、台秤示数的变化问题，对于其中一个物体(或物体中的一部分)所处的运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断问题，可以根据系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断.[跟进训练]3．(多选）有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动,到地面时刚好停下．下列说法正确的是( )A ．座舱自由下落的过程中人处于超重状态B ．座舱自由下落的过程中人处于失重状态C ．座舱减速下落的过程中人处于超重状态D ．座舱下落的整个过程中人处于失重状态BC [在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态,故选项A 错误,B 正确；在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上,人处于超重状态，故选项C 正确，D 错误．]4．一个质量为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为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,如图所示,g 取10 m/s 2，求此时人对地板的压力．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．甲由牛顿第二定律得m A g －T ＝m A a所以a ＝m A g －T m A＝错误! m/s 2＝2 m/s 2，方向向下． 人的受力如图乙所示．乙由牛顿第二定律得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1．[物理观念］超重现象、失重现象．2．［科学思维]超重、失重的判断．1．下列关于超重与失重的判断，正确的是（）A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态B．物体向下运动时,必处于失重状态C．做竖直上抛运动的物体,处于超重状态D．物体斜向上做匀减速运动,处于失重状态D[判断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向上的加速度．若物体的加速度向下，则处于失重状态．若物体的加速度向上，则处于超重状态．A、B两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超重和失重现象．D项物体的加速度斜向下，有竖直向下的分量,故处于失重状态．C项中a＝g，且加速度方向向下，故处于完全失重状态．］2．下列说法正确的是（)A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B[运动员是否超重或失重取决于加速度方向，A、C、D三个选项中,运动员均处于平衡状态,不超重也不失重，只有B正确．]3．如图甲所示，在一升降机内，一物块放在一台秤上，当升降机静止时，台秤的示数为F2，从启动升降机开始计时,台秤的示数随时间的变化图线如图乙所示，若取向上为正方向，则升降机运动的v­t图象可能是( ）甲乙A BC DB[在0～t1时间内,台秤的示数小于重力，故处于失重状态，加速度向下，则升降机可能向下加速或者向上减速,选项A、D错误；在t1～t2时间内，台秤的示数等于重力，则升降机匀速运动或者静止；在t2～t4时间内台秤的示数大于重力，则升降机加速上升或减速下降，根据图象可知,选项B正确,C错误．]4．某人在地面上最多能举起60 kg的重物，当此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降机中,最多能举起多大质量的物体．（g取10 m/s2）解析：当人在地面上举起重物时，对重物分析,由牛顿第二定律得F－mg＝0在升降机内举起重物时，由于升降机具有竖直向上的加速度,故重物也具有相同的竖直向上的加速度，而人对外提供的最大力是不变的,对重物由牛顿第二定律得F－m′g＝m′a联立解得m′＝40 kg所以,在加速上升的升降机内，人能举起的重物的最大质量为40 kg．答案:40 kg。

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60 kg的物体,在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80 kg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10 m/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600 N，mg-600=ma,a=2.5 m/s2600-mg=ma所以m=48 kg.［例题剖析3］如图6-4-5所示，长l=75 cm的静止的直筒中有不计大小的小球，筒与球的总质量为4 kg，现对筒施加一个竖直向下、大小为21 N的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5 s，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=gt2/2 h2=at2/2.又l=h1-h2解得a=16 m/s2 再对筒应用牛顿第二定律，可得F+（M-m）g=（M-m）a解得m=0.5 kg.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=590 N又根据牛顿第三定律,人对测力计的压力也为590 N，即测力计称出人的重力为590 N.3.答:A和B两种情景为平衡状态，故F=mg；C种情景为加速上升，故F＞mg,而D种情景下F＜mg,所以应选择C选项.第4题及第5题的相关资料附后.布置作业在一竖直升降的电梯内，有一弹簧秤下面悬挂一质量为1 kg的重物.刚开始处于静止状态，现电梯从一楼启动，刚开始的5 s弹簧秤的读数为11 N，以后20 s弹簧秤读数为10 N，最后阶段弹簧秤示数为8 N.试求电梯上升的高度及上升所用的总时间.。

课题 4.6《超重与失重》(第二课时) 课型新课授课教师核心素养目标1.物理观念：(1)认识超重和失重现象；(2)知道产生超重、失重现象的条件；(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。

2.科学思维：经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。

3.科学探究：经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

4.科学态度与责任：（1）体会生活中的超重和失重现象，生成“学以致用”的意识。

（2）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。

教学重点通过分析生活现象、实验验证和理论推导探究超、失重现象及其相关因素和本质。

教学难点探究超重和失重现象的相关因素教学方法讨论法，讲授法学习方法讨论法教学工具多媒体教学设备、幻灯片、教材教学过程教学内容师生互动及互动意图二次备课（二）导入新课（3—5分钟）１、视重是指物体对支物体的压力（或悬挂物对物体的拉力），是可变的。

２、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。

（G=mg）a竖直向上视重>重力超重状态互动：鼓励学生应用所学分析解决问题。

从学生生活体验入手，激发学生学习的兴趣。

意图：教师提出问题，规律a竖直向下视重<重力失重状态视重=0，完全失重超重还是失重由a方向决定，与v方向无关学生思考，教师总结，并引出本节学习的主要内容。

（三）新课教学（15—20分钟）一、完全失重现象(板书)1、概念:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)等于零的状态叫完全失重。

2、产生条件:有向下的加速度且a=g演示:水瓶下落漏水停留演示时要注意以下几个问题:(1)将底部四周戳上小孔，可以让各个方向的学生看清楚现象。

(2)把水染成红色便于观察。

学生观察现象。

实验结果:下落时水不在存瓶底流出。

引导学生分析原因：水瓶静止时，由重力产生液体内部的压强使水从小孔中流出。

超重与失重【教学目标】（1）知道什么是超重、失重、完全失重现象，并能运用学过的知识解释现象。

（2）培养学生的自学能力、科学语言表达能力、思维能力。

（3）学习阅读材料开阔眼界。

【教学过程】引入：上节课我们学习了牛顿运动定律的简单应用，并总结了运用牛顿第二定律解题的一般方法，F=ｍａ，在确定了研究对象之后要做两个分析：受力分析，运动状态的分析。

然后根据牛顿第二定律列方程求解，今天我们用以上方法分析一些简单的现象。

投影体重计它是用来测体重的，当人站在体重计上不动时，指针就会摆到某一位置，指针所指的示数就是你的体重。

你注意观察过吗？人在体重计上突然下蹲的一瞬间，指针如何摆呢？有同学说指针所指示数要变小，是不是体重变轻了呢？有同学说指针所指示数变大，是不是体重变重了呢？（回答不是）。

指针的摆动又是什么原因呢？今天我们学习第7节，超重与失重。

学习这节内容的方法是，同学们阅读：“超生和失重“的教材在阅读的基础上，议论回答本节课提出的三个问题，从而完成我们这节课的学习任务。

新课投影1、体重计指针所指的示数是哪个力？它和重力的大小有何关系？2、什么叫超重、失重、完全失重？3、物体在超重、失重、完全失重时受的重力有何变化？（在议论的基础上，找同学回答）。

教师：下面我们请一位同学回答第一个问题。

学生：体重计指针所指示数是人对体重计的压力F’。

教师：为什么人在体重计上静止时指针所指示数是人的体重？学生：人对体重计的压力F’和体重计对人的支持力Ｆ是作用力和反作用力，大小总是相等的。

人受的重力和支持力是一对平衡力，所以F=G，则F’=F =G。

教师：人受到的支持力F和重力G是否总是大小相等的？学生：不是总相等。

它和人的运动状态有关。

教师：为研究方便，我们把人和体重计设在升降机里，则人随升降机的运动状态可能是A=0的运动即静止或匀速上升，匀速下降；可能是A向上的运动即加速上升或减速下降；可能是A向下运动，即加速下降或减速上升。