1 超重和失重
核心问题：
1、什么叫“重”，什么叫超重，为什么名为超重？什么叫失重，为什么名为失重？
2、在地表附近，重力究竟有没有变？
本质上是人类的经典错觉之一。
【例1】、.弹簧秤的秤钩上挂一个质量为1kg的物体，求：在下列情况下，弹簧秤的读数各为多大?
(1) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀加速上升；
(2) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀减速下降；
(3) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升；
(4) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀加速下降。
思考：超重、失重现象都与 的方向无关，只与 的方向有关。
【例2】、三个质量均为m的物体，分别沿三个质量均为M且倾角均为θ的固定斜面下滑；但甲减速下滑，乙加速下滑，丙匀速下滑，且甲、乙的加速度大小相等，则： ( )
A．减速下滑时对地的压力最大
B．三种情况对地的压力一样大
C．甲、乙两种情况下，m所受摩擦力一样大
D．甲、乙两种情况下，地面所受摩擦力一样大
思考：可能什么原因使甲、乙、丙三个物体的下滑情形不一样？
【例3】、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯内，最多能举起80kg的物体，电梯的加速度为多大？如果电梯以同样大小的加速度加速上升，则他在电梯中最多能举起质量为多少的重物？
思考：该人在举重时，其保持不变的物理量有哪些？
【例4】、某大学航空航天工程专业的大学生参加“低重力学生飞行机会计划”，进行不受引力影响的实验。实验时，将飞机开到空中后，让其自由下落，以模仿一种无重力的环境，每次下落过程中，可以获得25s之久的零重力的状态．若飞机离地面的高度不得低于500m，大学生们最大可以承受的支持力为重力的两倍，则飞机的飞行高度至少应为多少米?
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一、超重与失重的情形分析 在弹簧秤下挂一质量为ｉｎ的物体，当弹簧秤拉着物体以加速度ａ 匀加速上升（下降）时，弹簧秤示数为Ｆ，Ｆ叫物体的示重，物体的实际
重量用Ｇ表示。 １．加速上升或减速下降 物体受力分析如右图所示。根据牛顿第二定律：Ｆ－Ｇ＝ｍａ，
即Ｆ＝Ｇ＋ｍａ ， 是重物拉弹簧秤的力，根据牛顿第三定律：Ｆ ＝ Ｇ。 物体对弹簧秤的拉力大于物体的重力的现象叫超重现象，物体处于超重状态。
（１）超重状态的判断 当物体有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态，有三种情况：
①物体向上做加速运动； ②物体向下做减速运动；
③物体倾斜运动，但有竖直向上的加速度分量。 （２）超重量的计算 由上述可知，物体重Ｇ，物体拉弹簧秤的力为Ｆ ，物体超重量为ＡＧ，￣１］ＡＧ＝ｍａ，弹簧
弹力可表示为：Ｆ＝Ｇ＋ＡＧ。 ２．加速下降或减速上升 同理可推出物体处于失重状态，失重量为ＡＧ＝ｍａ，弹簧弹力可表示为：Ｆ＝Ｇ—ＡＧ。
结论：（１）当物体有竖直向上的加速度０时，物体处于超重状态，此时悬绳对物体的 拉力或支持面对物体的支持力为：Ｆ＝ｍｇ＋ｍａ。
黪 （２）当物体有竖直向下的加速度ａ时，物体处于失重状态，此时悬绳对物体的拉力或支
持面对物体的支持力为：Ｆ＝ｍｇ－ｍａ。 特例：当物体自由下落时， ，此时悬绳拉力或支持面对物体的支持力为０，叫完全失重。 二、超重与失重例析 １．竖直面内直线运动问题 例１ 如图１所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一
质量为 的竖直竹竿，当竿上一质量为ｍ的人以加速度口加速下滑
时，竿对“底人”的压力大小为（ ）。
Ａ・（ ＋ｍ）ｇ Ｂ・（ ＋ｍ）ｇ－ｍ。 图１ Ｃ．（Ｍ＋ｍ）ｇ＋ｍａ Ｄ．（Ｍ－ｍ）ｇ 解析①隔离法：以人为研究对象．对人受力分析如图２所示，人在竖直方向受到重
第 1 页 共 6 页 物理失重和超重超重失重物理教案
超重失重教学设计.教学目标:
1:了解超重和失重现象
2:运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。
3:培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力;培养学生设计实验的能力。
4:渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。
教学重点:
超重和失重的实质
教学难点:
在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。
教学方法:
实验推理法、讲练法
教学用具:
一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑等。
课时安排
1课时
教学步骤:
一、导入新课 第 2 页 共 6 页 学生活动:小车的质量为2kg,用平行于斜面的弹簧秤拉着以加速度大小为2.5m/s2,沿着倾角为30度的光滑斜面运动,请同学讨论计算:
第一组同学完成:沿斜面加速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?
第二组同学完成:沿斜面加速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?
第三组同学完成:沿斜面减速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?
第四组同学完成:沿斜面减速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?
第五组同学完成:在斜面保持静止时,弹簧秤的示数为多少?
交流汇报各组计算结果(学生活动)预设提示a:物体的速度方向和运动方向之间有什么关系?
b:物体做加速或减速运动时,加速度方向和速度方向之间有什么关系?
讨论预设问题:
(1)各组同学将结果与第五组同学结果比较,有什么特点?
(2)这一特点可能与哪一个物理量有关?
(3)你发现了哪些规律性的东西呢?
教师设问: 第 3 页 共 6 页 (1)倾角增大到90度时,各组的计算结果将会?(在已被证明正确的理论上进行合理外推)(2)为什么外推后的推理结果与物体的重力完全相等呢?(引出学生猜想与探究)过度语:大家外推后的结果其实就是人们经常谈到超重和失重,那么:什么是超重和失重呢?本节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学:
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
§4.7 超重和失重
一、教学目标
1.知识与技能
（1）掌握超重现象和失重现象的概念。
（2）理解超重现象和失重现象的原因。
2.过程与方法
（1）观察并感受失重和超重现象。
（2）经历探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。
3.情感态度与价值观
（1）通过探究性学习活动，培养学生的兴趣，增强自信心。
（2）用科学的观点解释身边的物理现象。
二、教学重点、难点
1．“认识超重和失重现象”是本节的重点，要了解什么是超重现象以及失重现象并能在实例中找出。
2．“掌握超重和失重现象的产生条件”是本节的难点，要理解超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关。
三、教学方法
1.通过相关的图片结合生活实例引出学习主题-超重和失重。
2.通过观察与记录人在电梯中上楼以及下楼过程和状态，再结合二力平衡及牛顿第三定律的分析引出超重与失重的概念。
3.通过牛顿第二定律并结合总结、归纳的方法找出物体产生超重现象和失重现象的条件，强调超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关。
四、教学过程
(一)引入新课
师：老师这里有一台体重计，我们知道体重计是用来测量体重的，也就是人的质量。
师：请一位学生上来用体重计测量其体重，提出问题：体重计的原理？（强调静止状态）
师：让学生下蹲和上升，提出问题：在这个过程中人的质量会不会发生改变？体重计的示数 会不会发生改变呢？
让学生进行演示，观察现象。（体重计的示数发生了改变）
师：为什么体重计的示数会发生改变呢？具体是怎样变化的呢？
师：带着这些问题，我们进入今天的学习——超重和失重。
(二)教学内容
A.回顾（体重计的原理）
问题：
师：我们知道体重计测量体重应用的是什么原理呢？
分析：
1.我们用牛顿第三定律分析一下。人对体重计的压力F'和体重计对人的支持力F是一对作用力和反作用力。当人对体重计的压力F'发生改变，那么体重计对人的支持力F也会发生相应的改变，体重计的示数就发生了改变。体重计对人的支持力F=人对体重计的压力F'(数值上）
