超重和失重.doc

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一、教学目的
(一)知识目的
1。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.
(二)才能目的
1。培养学生的观察才能和分析推理才能.
2。培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的才能.
(三)德育目的
浸透“学以致用"的思想,激发学生的学习热情.
二、教学重点
超重和失重的本质.
三、教学难点
利用牛顿第二定律计算有关超重和失重问题.
四、教学方法
实验法、类比法、讲练法.
五、教学用具
投影仪、投影片、体重计.
六、课时安排
1课时
七、教学过程
一>导入新课
老师)同学们,人的体重或者物体的重力会不会发生变化呢?
学生)不会发生变化.
老师)现有一个简易的体重计,,其中一个同学站在体重计上,另一个同学在旁边注意观察体重计的示数.
学生)甲、,乙站在体重计上.
老师)请问甲同学,此时乙的体重是多少呢?把你看到的示数告诉同学们.
老师)如今请乙同学快速下蹲,甲同学注意观察乙下蹲过程中体重计示数,并把你看到的现象告诉同学们.
老师)再请乙同学快速站起,甲同学仍要注意观察站起过程示数的变化.
老师)同学们都说人的体重是不会变的,为什么乙同学的体重在蹲下和站起来时发生了“变化”呢?难道他的体重真的变了吗?
学生)答复可能有很多答案.
老师)终究为什么会出现这种现象呢?学完这节课后,相信同学们都会明白的.
二>新课教学
(一)超重
老师)通过上节课的学习,:
投影片出示:
升降机地板上放一个弹簧式台秤,秤盘上放一个质量为20kg的物体(如图示),当升降机:
(1)以4m/s的速度匀速上升时,台秤读数是多少N?
(2)以1m/s2的加速度竖直上升时,台秤的读数是多少N?
(3)以1m/s2的加速度减速下降时,台秤的读数又是多少N?
学生活动)阅读题目,并进展考虑.
老师)在此题中,我们选谁作为研究对象更合理些呢?
学生),台秤的示数是物体对台秤的压力所造成的,即力是直接作用在台秤上的,但台秤其他受力并不清楚,所以我们不能选台秤作为研究对象,而应应用牛顿第三运动定律,把求物体对台秤的压力转化为求台秤对物体的支持力,这样便可选条件较多的物体作为研究对象.
老师)对物体来说又有哪些条件呢?
学生)重力和运动情况.
老师)怎样确定其运动情况呢?
学生)因为物体和台秤都放在升降机中,并和升降机一起运动,所以它们的运动状态和升降机的运动状态是一样的.
老师)这几个问题属于牛顿运动定律能解决的哪类问题呢?
学生).
老师)解这类问题的关键是什么呢?
学生)求运动的加速度.
老师)为什么呢?
学生)因为加速度是联络物体运动和受力的桥梁.
老师)搞清楚这些问题后,请同学们独立完成此题中的三个问题.
学生活动),用投影片出示此题答案.
老师)物体的实际重量应是多少?]第(2)、(3)两情况下秤的示数还是196N吗?
老师)有什么变化呢?
学生)比物体的实际重量要大.
老师)增大的是物体的重量吗?
老师)那是什么呢?
学生)秤的示数实际是物体对秤压力的大小,所以改变的并不是物体的重量,而是物体对秤的压力,或者物体受的支持力.
老师)假设拿绳吊着物体做同样的运动,那么这时绳中拉力大小有什么特点呢?
学生)绳中的拉力应该和秤对物体的支持力所起的作用一样,所以也应是比物体的重力大.
老师总结)从上面的讨论知:物体对支持物的压力(或悬绳的拉力)有时会大于物体本身的重量,,而是对支持物的压力(或对悬绳的拉力)变大,重力在这时是不变的.
那么在什么情况下才要发生这种现象呢?下面我们接着来分析.
老师)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,这时物体的合力能否为零?
学生)不能为零.
老师)合力不为零,那么它的方向应是什么样的呢?
学生)因为物体受到的支持力或拉力的方向竖直向上,且比物体重力大,所以其所受合力的方向应向上.
老师)根据牛顿第二定律,物体在这样的合力作用下应产生怎样的加速度呢?
学生)根据牛顿第二定律的矢量性知:物体应产生向上的加速度
老师)结合运动学知识,物体有向上加速度时,它要做什么样的运动呢?
学生)物体可能向上加速,也可能向下减速运动.
老师总结)由此可见:
当物体具有竖直向上的加速度,做加速上升或减速下降的运动时,会发生超重现象.
稳固练习用投影片出示:
?为什么?
×104N,,那么物体在7s内发生的速度改变不能超过多少?(g取10m/s2)
(二)失重
老师)下面我们再来看这样一个例子(用投影片出示)
例2质量为60kg的人,通过光滑的定滑轮拉着m=20kg的物体(如以下图),当物体以5m/s2的加速度匀加速下降时,人受到地面的支持力为多少?(g=10m/s2)
学生生活动)阅读题目.
老师),我们应选谁来作为研究对象呢?
学生)选人作为研究对象.
老师)我们要通过人的受力来求受力中的其中一个力,故必须对人进展受力分析.
活动),受重力、支持力、拉力三个力的作用.
老师)人在此过程中做什么样的运动呢?
学生)静止.
老师)那么我们根据什么原理来求人受到的支持力大小呢?
学生)根据牛顿第二定律知:物体静止时所受的合力应为零,即F拉+F支=:
F支=mg-F拉.
老师)应用上式能求出F支吗?
学生)不能.
老师)下一步该怎样做呢?
学生)设法求出绳中拉力的大小.
老师)怎样求呢?
学生)通过拉力作用的另一物体的受力来求绳中拉力的大小.
老师)如今我们一起对物体进展受力分析;物体在此过程中受重力、拉力两个力的作用,且处于加速下降状态.(如以下图)
老师)根据什么原理来求F拉呢?
学生)根据牛顿第二定律F合=.
老师)此题分析至此即可求解,请同学们写出解题的过程.
老师)在上例中物体的重力大小是多少?
学生)物体的重力为200N.
老师)在此过程中绳的拉力为多少呢?
学生)物体受到拉力的大小为100N.
老师总结)即使把悬绳换为支撑物,(或对悬绳的拉力),物体在什么情况下发生失重呢?下面我们一起来分析一下.
老师)从失重的定义知:当物体发生失重现象时物体所受支持力(或拉力)要小于它的重力,那么,此时物体所受的合力为零吗?
学生)不为零.
老师)其合力方向呢?根据牛顿第二定律,它会产生一个什么样的加速度呢?
学生)产生一个向下的加速度.
老师)此时物体能做什么运动呢?
学生)加速下降或减速上升.
老师总结)由上述分析可见:当物体具有向下的加速度,做加速下降或减速上升运动时,物体会发生失重.
稳固训练)用投影片出示
,,那么升降机的运动状态是




,站在运动的电梯里的台秤上,?是上升还是下降?
(三)完全失重
老师)同学们想一下,在失重状态中,拉力(或支持力)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?
学生)不能.
老师)为什么呢?
学生)因为物体的合力有一最大值,即当拉力(或支持力)减为零时,F合最大,且大小等于物体的重力.
老师总结)由此可见:在失重状态中,向下最大的加速度是重力加速度,我们把此时物体所处的状态叫完全失重状态.
老师)处于完全失重状态的物体有些什么特点呢?,在靠近底部的侧面打一小孔,当饮料瓶装上水静止不动时,请同学们仔细观察有什么现象发生?
学生)水会从小孔喷出.
老师)为什么呢?
学生)因为瓶上小孔内部存在由于水的重力而产生的压力(p0+p水)S大于外部压力p0S,故水会喷出.
老师)由此可见,?
演示)瓶自由下落.
学生)水不再喷出了.
老师总结)由此可见,当物体处于完全失重状态时,但凡和重力有关的现象将消失.
稳固练习)用投影片出示:
容器中盛满水,现让容器自由下落,设在整个下落过程中容器只发生平动,不发生转动,那么以下说法正确的选项是




老师总结)通过本节学习可知:物体的重力在同一地点是恒定不变的,它和物体的运动状态没有关系,我们只所以看到秤的示数时而大于重力,时而小于重力,其根本原因是物体对秤的压力变化而造成的,而并不是物体的重力在发生变化.
三〉小结
通过本节,我们主要学习了:
、什么是失重、什么是完全失重.
、失重的本质.
、失重现象的条件.
四>布置作业


请同学阅读“失重和宇宙开发”一文,然后谈谈自己的太空试验设想,可以充分发挥自己的想象力.
五〉板书设计(略)