4.6 超重和失重 教学设计 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课题：4.6超重和失重 课时：3课时 授课人：李胜利 教学目标 1) 知道什么是超重、失重； 2) 知道超重和失重产生的条件； 3) 知道超重、失重的实质。 4) 了解生活中的超重、失重现象及超重、失重在现代科学技术研究中的重要应用。 教学重点 超重和失重的实质 教学难点 失重状态下物体的运动状态 教学方法 实验，多媒体 教学过程 1 复习回顾： 1 牛顿第二定律的内容是什么？解决的两类主要问题是什么？ 2 第三定律的内容是什么？在实际中的主要应用是什么？ 2 新课引入： 播放视频：宇航员在太空中的活动情景：物体在空中飘，人可以象鸟一样飞，为什么在太空中会出现如此场景呢？学了本节课，就可知道 3 新课教学： 思考下列问题： 1. 列车沿东西方向匀速行进，桌上有一静止小球，乘客突然发现球沿桌面向东运动，则列车有可能做何运动？（结论：相同的加速度有不同的运动形式） 2. 测量重量的仪器是什么？怎样用弹簧秤测量物体的重量？弹簧秤的读数是显示什么力的大小？（物体对弹簧秤的拉力）试证明静止状态下物体对弹簧秤的拉力等于重力。 3. 物体对弹簧秤的拉力在任何情况下都等于物体的重量吗？ 实验演示： 当弹簧秤带着钩码加速上升时，弹簧秤的读数变大； 当弹簧秤带着钩码加速下降时，弹簧秤的读数变小； 可见，弹簧秤的读数并不总等于物体的重量。 4. 两个概念： 实重：物体的实际重量。G=mg. 视重：弹簧秤的读数（显示物体对弹簧秤的拉力）。 联系：只有在静止或匀速直线运动的情况下：视重=实重。 5. 为什么视重和实重不相等呢？ （1） 超重： · 分析将弹簧秤带着钩码向上猛提时视重大于物重的原因： a) 弹簧秤是测哪个力的大小的？ b) 以谁为研究对象比较合适？ c) 向上猛提弹簧秤时物体做何运动？ 以钩码为研究对象，受力如图，根据牛顿第二定律： F-mg=ma, F=mg+ma>mg , （以a的方向为正方向） 由于弹簧拉钩码的力与钩码拉弹簧的力是一对作用力和反作 用力，两者等大，所以，弹簧秤加速上升时，视重大于物重。 · 思考： 如果把一个台秤放在升降机里，质量为m的人站在台秤上，当升降机加速上升时，台秤的读数会有什么变化？ 启：台秤是测哪个力的大小的？选谁为研究对象比较合适？ 以人为研究对象，受力如图，根据牛顿第二定律： N-mg=ma, N=mg+ma>mg , （以向上为正方向） 可见，当台秤加速上升时人对台秤的压力大于自重。 · 小结： · 物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）有时会大于物体自身的重量，这种现象叫超重。 · 超重的实质：不是物体的重力变大，而是对支持物的压力（或对悬绳的拉力）变大，而重力是不变的。 · 超重的原因：超重时，支持力（物体对悬绳的拉力）一部分和重力平衡，另一部分使物体产生向上的加速度，因此，支持力（拉力）大于重力。 · 产生条件：当物体具有向上的加速度，加速上升或减速下降时，才会产生超重现象。 （2） 失重： · 学生分析将弹簧秤带着钩码向下猛落时视重小于物重的原因 以谁为研究对象？弹簧秤作何运动？ 以钩码为研究对象，受力如图，根据牛顿第二定律： mg-F=ma, F=mg-ma<mg , （以a的方向为正方向） 由于弹簧拉钩码的力与钩码拉弹簧的力是一对作用力和反作 用力，两者等大，所以，弹簧秤加速下降时，视重小于物重。 ( F a G ) · 思考： 如果把一个台秤放在升降机里，质量为m的人站在台秤上，当升降机减速上升时，台秤的读数会有什么变化？ · 小结： · 物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）有时会小于物体自身的重量，这种现象叫失重。 · 失重的实质：不是物体的重力减小，而是对支持物的压力（或对悬绳的拉力）减小，而重力是不变的。 · 失重的原因：重力的一部分用于产生压力（或对悬绳的拉力，另一部分使物体产生向下的加速度，因此，压力（拉力）小于重力。 · 产生条件：当物体具有向下的加速度，加速下降或减速上升时，才会产生失重现象。 （3） 完全失重： 思考： 当弹簧秤带着钩码以加速度为g下落时，它的读数是多少？ 以钩码为研究对象，受力如图，根据牛顿第二定律： mg-F=ma=mg, F=0 , （以a的方向为正方向） 当弹簧秤带着钩码以加速度g下落时, 物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）等于零，这种现象叫完全失重。 实验： 侧壁有孔的塑料瓶内装满水，静止时，水往外喷，当其自空中自由下落时，水则不会流出，为什么？ 所以，自由落体运动是一种完全失重的运动。 思考： 超重失重时，“超”多少或“失”多少由什么来决定？ 小结： 压（拉）力的特征 a的