人教版高一物理必修一第四章：用牛顿运动定律解决问题——超重失重

例、一个人站在磅秤上，读出体重 为500N。在他忽然蹲下的过程中，磅 秤上读出的体重有无变化？为什么？ 开始下蹲时 加速度： 竖直向下 失重 读数变小
将要蹲下时 加速度：竖直向上 超重
读数变大
如果此人又突然向上迅速站 起来，磅秤上读出的体重又有什 么变化？ 开始站起时 加速度：竖直向上 超重 读数变大 将要站起时 加速度： 竖直向下 失重 读数变小
FN
2匀减速下 在以 a=2m/s 视重大于实重， a 降的电梯中，台秤的示 超重现象 数是700N吗?g=10m/s2
mg
加速度向上则超重
v
解：对人由牛顿第二定 律 FN mg ma FN ma mg 840 N 由牛顿第三定律 人对台秤的压力即台秤 / 的示数为FN FN 840 N mg
液体呈球型
滚动轴承
含气泡的金属
1.把一个质量为0.5kg的物体挂在弹 簧秤下，在电梯中看到弹簧秤的示数 为3N，g取10 m/s2，则可知电梯的运动 情况可能是
BC
A.以4m/s2的加速度加速上升
B.以4m/s2的加速度减速上升 C.以4m/s2的加速度加速下降
D.以2m/s2的加速度加速下降
与 加速度向上 物体超重速 度 方 加速度向下 物体失重向 无 a g(竖直向下） 完全失重 关
超重或失重只是物体对接触物 的压力或拉力不再等于重力，但 物体的重力不会变化。
对超重和失重的理解：
完全失重的情况下，物体只受自 身的重力，对外界均无作用力；液 体不再产生压强，不再产生浮力。 在完全失重的环境中，下列器材 哪些会失效呀？ 体重计，天平，杆秤，水银气压 计，温度计，弹簧秤。
A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降

实验优质课
超重与失重
必修一第四章第七节：用牛顿运动定律解决问题（二）
扁担歌
一、实验目的与实验原理
㈠实验室目的 验证物体在加速上升时超重，物体加速下落 时失重。 ㈡实验原理 ⑴示重：在测量物体重量时，观测者测量的 物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力，称为 示重。（也有人称之为视重） ⑵当物体加速上升时，其受到的拉力大于自身 重力，因此示重大于自身重力，即超重。当物 体加速下落时，表现为失重。
方案四、电子弹簧秤
V
●
●
电路图
实物图
方案五、完全失重演示仪
• 实验器材：绝缘支架、金属钩码、金属板、 橡皮筋、电源、小灯泡
• 实验步骤：将钩码放在金属板上，用橡皮筋 拉住钩码，按下图连接电路，让系统做抛体 运动
• 实验结果：完全失重时，小灯泡熄灭 • 优点：证明在所有抛体运动的整个阶段，都
处于完全失重。 • 缺点：需要训练才能很好完成实验
二、实验方案
• 生活中有太多的超重与失重实验，以下是 我们从二十七个实验方案中，选取的具有 代表性的六个实验方案。
• 这些实验方案从不同侧面验证了固体、液 体，在超重或失重时，对悬挂物的拉力或 支持物的压力与重力的关系。
• 实验方案将按照：实验器材、实验步骤、 实验结果、优点、缺点的顺序呈现。
方案一、挑扁担
中国手机
手机摄影
123 456 789 *0#
打开摄像机
模型图
123 456 789 *0#
手机弹簧秤
实图
沙袋A
手 机
拍摄结果
方案四、电子弹簧秤
• 实验器材：滑动变阻器、弹簧、电压表、电源 • 实验步骤：将弹簧固定在滑动变阻器的一端，
弹簧的另一端固定在滑片上；采用分压式接法， 电压变测量电压变化。 • 实验结果：把力的变化转化为电压变化 • 优点：力学、运动学、电学结合 • 缺点：高一还没有学习分压式接法，所以原理 不容易懂。

2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___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)完全失重 ①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__等__于__零___的 状态． ②产生条件：a＝g，方向_竖__直__向__下__．
根据运动情况判断超、失重状态 (2016·哈尔滨高一检测)如图所示是我国长征火箭把载 人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的 过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )
A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态 B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压 力小于其重力 C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态 D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力
第四章 牛顿运动定律
第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)
第四章 牛顿运动定律
1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超 重、失重现象. 2.能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动.
一、超重和失重 1．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__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．
(1)不论物体处于超重还是失重状态，所受重力不变； (2)物体放到水中“变轻”，不是失重现象； (3)超、失重现象与速度方向无关，只与加速度方向有关．
知识点二 求解超重与失重问题的基本思路 超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时 仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是： 1．分析物体运动的加速度方向； 2．判断物体处于超重(或失重)状态； 3．利用牛顿第二定律分析和求解．

超重和失重一、使用教材人教版高中《物理必修１》第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)第二讲、二、实验器材自制支架、橡皮筋、定滑轮、绳子、整理箱、台秤、手机、电脑、传感器、饮料瓶、磁铁、医用润滑剂、蜡烛、气球、弹力圈等(图1、图2)三、实验创新要点/改进要点图１图2 本课实验改进的背景:生活中的超重失重现象往往转瞬即逝,难以观察。

在教材中,只是让学生“回忆" 乘坐电梯时的感受。

在以往教学实践中,也只是通过各种“巧妙”的实验,让学生“间接”感知超重失重,学生不能直截了当观察到超重失重现象(即物体对支持物的压力大于或小于物体所受重力的现象),增加了概念理解的难度、特别是关于学生最感兴趣的完全失重现象往往只能播放一些太空实验的视频。

依照新课程标准提出的“体验探究,倡导创新“的要求,我设计了创新实验装置,将“转瞬即逝”的物理过程“慢放定格",做到超重失重特别是完全失重过程的可视化,把太空舱里的完全失重实验搬到教室里来完成。

从而使教学过程更直观,使理论教学更水到渠成,使课堂教学更高效。

核心创新点:(一)超重、失重特别是完全失重过程的可视化:利用高速摄影＋追随摄影,即手机“慢动作”摄像结合与研究对象的同步运动,做到清楚地直截了当地观察超重、失重、完全失重现象;(二)实验结果的呈现做到实时化:利用网络技术+屏幕镜像技术,即利用无线网络(ＷiFi)和屏幕镜像软件,将手机屏幕上的内容实时展现到大屏幕上,马上实验结果立刻呈现在学生面前,无需任何额外操作和等待,提高了课堂效率;(三)利用同一平台,完成多种实验:用同样的实验方法,能够探究多种运动,特别是转瞬即逝的快速变化的运动。

通过开展“寻找超重失重"活动,能够激发学生的研究积极性。

如此以点带面,引导学生整合各类物理知识,设计综合性实验;(四)利用普通生活中的常见物品及随身携带的手机就能完成一系列实验,且能观察到以往在太空实验室中才能看到的实验结果,从而培养学生的科学精神和实验设计能力、四、实验原理／实验设计思路利用手机慢动作摄影功能结合与研究对象的同步运动,能够清楚记录快速变化的物理现象。