第三章牛顿运动定律.doc

第三章牛顿运动定律 第七节 超重和失重 授课人：马涛 授课班级：高一（4）班 授课地点：多媒体教室2 授课时间：2004/11/18教学目标：、了解超重和失重现象；、运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因；3、培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力. 4、 通过超重失重的学习，激发学生学科学爱科学的兴趣.教学重点：超重和失重的实质.教学难点：利用牛顿第二定律计算有关超重和失重问题。教学媒体：多媒体计算机.教学方法: 实验法、类比法、讲练法、多媒体教学法.教学用具: 电子秤、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的塑料瓶.一、新课导入教师自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，我们经常听到超重和失重，那么究竟什么是超重和失重呢？超重和失重是物体的重量增加了和减小了吗？演示实验一个塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个小孔，先将塑料瓶装满水静止不动，观察有什么现象发生？然后让塑料瓶装满水自由下落，又会有什么现象发生？多媒体课件展示演示实验教师学习了超重和失重这一节，我们就会明白其中的道理。（引起学生对超重和失重现象的兴趣和思考。）二、新课教学（一） 超重提问在水平面上有一体重计，有一个人站在体重计上，此时体重计的示数是人的重量。那么此示数的实质是什么呢？演示实验在电子秤上放一重物，此时电子秤上显示的数据是重物的重量。然后用手指按压重物，看到电子秤上显示的数据增大了。结论体重计指示的数据或电子秤显示的数据是秤所受到的压力。提问若让此人站在体重计上随着电梯一起向上加速运动，那么体重计的示数会变化吗？会怎样变化呢？多媒体课件展示人站在体重计上随着电梯一起向上加速运动的动画，得到观察结果：体重计的示数变大了。提问体重计的示数变大了，是因为人在向上加速运动的过程中重量增加了吗？怎样解释这一现象呢？师生共同分析人和电梯以共同的加速度上升，现取人为研究对象，对人进行受力分析。由牛顿第二定律和牛顿第三定律得到人对体重计的压力大于人的重力。体重计显示的数据正是体重计受到的压力，故示数的实质是压力大于人的重力。提问人随电梯一起向上加速的过程中，人所受到的重力增大了吗？增大的是什么？回答人的重量没有增大。因为体重计显示的数据正是体重计受到的压力的大小，所以增大的是人对体重计的压力。提问如果用绳吊着物体向上加速运动，此时绳中拉力的大小有什么特点？师生共同分析步骤大体同上。结论超重的定义：物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力，称为超重现象。超重的实质：物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力，而物体的重力并没有增大。提问在什么情况下才会发生超重现象呢？师生共同分析以物体作为研究对象，超重实际是指物体所受支持力（或拉力）大于重力，这时物体的合力是否为零？（回答：不为零）合力不为零，那么合力的方向应是怎样的呢？回答因为物体受到的支持力或拉力的方向竖直向上，且比物体的重力大，所以其所受合力方向竖直向上。提问此时物体应该具有怎样的加速度呢？回答根据牛顿第二定律的矢量性可知：物体应该具有竖直向上的加速度。提问由运动学的知识，物体应该具有竖直向上的加速度，物体将做怎样的运动呢？回答物体可能向上加速，也可能向下减速运动。结论超重现象的产生条件：物体具有竖直向上的加速度。超重现象的运动形式：向上加速，或向下减速运动。（二）失重多媒体课件展示人站在体重计上随电梯一起加速下降的过程的动画，得到观察结果：体重计的示数减小了。过渡与上面超重现象类似，人站在体重计上随电梯一起加速下降的过程中，人的重力并不会减小，只是人对体重计的压力减小了。结论失重的定义：物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力)，小于它所受的重力，称为失重现象。师生共同分析人和电梯以共同的加速度下降，现取人为研究对象，对人进行受力分析。由牛顿第二定律和牛顿第三定律得到人对体重计的压力小于人的重力。体重计显示的数据正是体重计受到的压力，故示数的实质是压力小于人的重力。结论失重的实质：物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力)小于它所受的重力，而物体的重力并没有减小。提问在什么情况下才会发生失重现象呢？师生共同分析以物体作为研究对象，失重实际是指物体所受支持力（或拉力）小于重力，这时物体的合力是否为零？（回答：不为零）合力不为零，那么合力的方向应是怎样的呢？回答因为物体受到的支持力或拉力的方向竖直向上，且比物体的重力小，所以其所受合力方向竖直向下。提问此时物体应该具有怎样的加速度呢？回答根据牛顿第二定律的矢量性可知：物体应该具有竖直向下的加速度。提问由运动学的知识，物体具有竖直向下的加速度，物体将做怎样的运动呢？回答物体可能向下加速，也可能向上减速运动。结论 失重现象的产生条件：物体具有竖直向下的加速度。失重现象的运动形式：向下加速或向上减速运动。教师总结可见，物体是超重还是失重，只与加速度的方向有关，而与速度无关。（三）完全失重在失重状态下，支持力或拉力小于物体的重力，从而产生了向下的加速度，那么这个加速度能取到无穷大吗？师生共同分析不能，因为物体的合力有一最大值，即当支持力或拉力减小为零时，合力有最大值，且最大值即为物体的重力。过渡在失重状态下，向下的加速度的最大值是重力加速度。当升降机带着人和体重计以重力加速度下降时，体重计的示数为零，就好象人完全没有重力一样。结论完全失重的定义：如果物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)等于0，叫完全失重。完全失重的实质：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)等于0，而物体的重力并没有消失。完全失重的条件：物体运动的加速度为重力加速度，即方向竖直向下，大小为g。多媒体课件再次展示演示实验。 解释实验现象的原因将塑料瓶装满水静止不动时，水从小孔喷出的原因是小孔处存在由于水的重力而产生压力，故水会喷出。可见，水喷出是由于水受到重力而产生的。当塑料瓶装满水自由下落时，塑料瓶中水完全失重，水对塑料瓶底部侧面小孔的压力为零，故水不再喷出。结论当物体处于失重状态时，凡是由于重力而产生的现象将消失。课堂训练例1关于超重和失重，下列说法中正确的是（ ）A、超重就是物体受到重力增加 B、失重就是物受到重力减小C、完全失重就是物体一点重力都不受 D、不论超重和失重物体所受重力不变，改变的是对支持物的压力或对悬线的拉力例2在一个封闭容器中，用弹簧秤秤一物体的重量，如果（ ）A、读数偏大，则容器一定是向上做加速运动B、读数偏小，则容器可能做加速运动，也可能做减速运动C、读数准确，则容器一定处于平衡状态D、读数时大时小，容器一定是上下往复运动思考题1、飞机起飞和降落的过程中，飞机处于超重状态还是失重状态？思考题2、2001年9月11日，恐怖分子驾机袭击了纽约世界贸易中心大厦。图片所示是大厦中人员在熊熊大火中逃命的情景，有一部分人在惊慌失措中跳下了大楼。有一位跳楼者掉在一辆小汽车上，使车顶深深凹陷了下去。在谴责恐怖分子的罪恶行径之余，从力学角度加以分析。思考题3、（多媒体课件展示人造地球卫星和宇宙飞船发射和运行过程）宇宙飞船开始在空中加速上升过程中，宇航员处于超重状态还是失重状态？飞船进入轨道后，宇宙飞船中的人和物都处于完全失重状态，请你猜想一下