37超重和失重

1、高一物理教案3-73.7 超重和失重 一、教學目標 1、了解超重和失重現(xiàn)象 2、運用牛頓第二定律研究超重和失重的原因。 3、培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。 二、重點難點 重點：超重和失重 難點：應用三、教學方法 實驗、講練 四、教學用具彈簧秤、鉤碼 五、教學過程 （一）、新課引入 自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來，人們經常談到超重和失重。那么，什么是超重和失重呢，本節(jié)課對此作專題研究。（二）、超重現(xiàn)象例題1：升降機以0.5 m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機里的人的質量是50 kg，人對升降機地板的壓力是多大？如果人站在升降機里的測力計上，測力計的示數(shù)是多大？ 分析：人和升降機以共同

2、的加速度上升，因而人的加速度是已知的，運用隔離法,以人作為研究對象進行受力分析 人在升降機中受到兩個力：重力G和地板的支持力F，升降機地板對人的支持力和人對升降機地板的壓力是一對作用力和反作用力，據(jù)牛頓第三定律，只要求出前者就可以知道后者。 取豎直向上為正方向，則F支，a均取正值，G取負值，依牛頓第二定律得： F支Gma 則：F支Gma 代入數(shù)值得F支515 N，所以，F(xiàn)壓F支515 N。 問：如果升降機是靜止的或做勻速直線運動，人對升降機地板的壓力又是多大？F壓F支mg500 N 比較上述兩種情況，可以發(fā)現(xiàn)當升降級機加速上升時，人對升降機地板的壓力大于人的重力。 例題2： 一個質量是40 k

3、g的物體，隨升降機一起以2 m/s2的加速度豎直減速下降，求物體對升降機地板的壓力大小，是大于重力還是小于重力？ 學生分析得到： 此時人對升降機地板的壓力F480 N，也超過人的重力400 N，即產生了超重。 超重：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。 超重的動力學特征：支持面(或懸線)對物體的(向上)作用力大于物體所受的重力。 超重的運動學特征：物體加速度向上,它包括可能的兩種運動情況: 向上加速運動或向下減速運動。 產生超重現(xiàn)象時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或對懸掛物的拉力增大。 （三）、失重現(xiàn)象(類比法可以得到) 1、當物體有向下的

4、加速度時，（包括勻減速上升，勻加速下降），F(xiàn)壓或F拉小于G，產生失重現(xiàn)象。 2、當物體有向下的加速度且ag時，F(xiàn)壓0或F拉0，產生完全失重現(xiàn)象。失重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。失重的動力學特征：支持面(或懸線)對物體的(向上)作用力小于物體所受的重力。 失重的運動學特征：物體加速度向下,它包括可能的兩種運動情況: 向下加速運動或向上減速運動。產生失重和完全失重時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或對懸掛物的拉力小于物體的重力。 （四）、鞏固練習 、質量為m的物體用彈簧秤懸在升降機的頂棚上，在下列哪種情況下，彈簧秤讀數(shù)最?。?A升降

5、機勻速上升 B升降機勻加速上升，且a C升降機勻減速上升，且a D升降機勻加速下降，且a 、解答課文上的【思考與討論】. （五）超重與失重的應用例題：某人在a=2 m/s2勻加速下降的升降機中最多能舉m1=75kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質量的物體？若此人在一勻加速上升的升降機中最多能舉起m2=50 kg的物體，則此升降機上升的最大加速度為多大？（g=10 m/s2）解：設此人在地面上的最大“舉力”是F，那么他在以不同的加速度運動的升降機中最大“舉力”仍為F，以物體為研究對象：當升降機以加速度a1=2 m/s2勻加速下降時，對物體有：m1g-F=m1a1 F=m1(g-a1)F75

6、×（102）600 N設人在地面上最多可舉起質量為m0的物體則Fm0g m0=60 kg當升降機以a2勻加速上升時，對物體有：Fm2g=m2a2 a2= m/s2升降機勻加速上升的加速度為2 m/s2例題3：質量為2 kg的物體通過彈簧秤掛在升降機的頂板上，升降機在豎直方向運動時，彈簧秤的示數(shù)為16 N， 當升降機的速度為3 ms時，經過1 s，升降機的位移可能為（g取為10m/s2）A.8m B.4m C.3m D.2m解析：彈簧秤的示數(shù)小于物體受的重力，說明升降機有豎直向下的加速度，以物體為研究對象，這個加速度的大小由mg-F=ma得m/s2=2m/s2計時開始，若升降機正在勻加速下降，則1 s內它的位移是h1=v0t+at2=(3×1+×2×1) m=4 m若升降機正在勻減速上升，則1 s內它的位移是h2v0t+at2=(3×1×2×1) m=2 m答案：B .D（六）、課堂小結： 當物體有向下的加速度時，產生超重超重超重和 實質：重力不變 Fmg 失重 當物體有向下的加速度時，產生失重失重 當