高一物理超重和失重典型例题解析

第一篇：高一物理超重和失重典型例题解析

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超重和失重·典型例题解析

【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2)：

(1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．

解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg和竖直向上的拉力T的作用．规定竖直向上方向为正方向．

(1)当T1＝40N时，根据牛顿第二定律有T1－mg＝ma1，解得这时

电梯的加速度a1＝T1－mg40－4×10＝m/s2＝0，由此可见，电梯处于 m4静止或匀速直线运动状态．

(2)当T2＝32N时，根据牛顿第二定律有T2－mg＝ma2，解得这

时电梯的加速度a2＝T2mg3240＝m/s2＝－2m/s2．式中的负号表 m4示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．

(3)当T3＝44N时，根据牛顿第二定律有T3－mg＝ma3，解得这时

T3mg44－40电梯的加速度a3＝＝m/s2＝1m/s2．a3为正值表示电梯

m4的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．

点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物3eud教育网 http://www.3edu.net 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！3eud教育网 http://www.3edu.net 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．

【例2】举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10m/s2)解析：运动员在地面上能举起120kg的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F＝m1g＝120×10N＝1200N，在运动着的升降机中只能举起100kg的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度

Fm2g1200－100×10对于重物，F－m2g＝m2a1，所以a1＝＝m2100 m/s2＝2m/s2；当升降机以2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m3g－F＝m3a2，得m3＝F1200＝kg＝160kg．

ga210－2.5点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．

【例3】如图24－2所示，是电梯上升的v～t图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s之间分别为多大？(g取10m/s2)解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v－t图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解

对电梯的受力情况分析如图24－2所示：

(1)由v－t图线可知，0～2s内电梯的速度从0均匀增加到6m/s，其加速度a1＝(vt－v0)/t＝3m/s2

由牛顿第二定律可得F1－mg＝ma1

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解得钢绳拉力

F1＝m(g＋a1)＝1300 N(2)在2～6s内，电梯做匀速运动．F2＝mg＝1000N(3)在6～9s内，电梯作匀减速运动，v0＝6m/s，vt＝0，加速度a2＝(vt－v0)/t＝－2m/s2

由牛顿第二定律可得F3－mg＝ma2，解得钢绳的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．

点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v～t图线中找出有关的已知条件．

【问题讨论】在0～2s内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？

在2～6s内，电梯的速度始终为0～9s内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？

在6～9s内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？

请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？

【例4】如图24－3所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是

[

] A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变 B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用

C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变 D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用

点拨：(1)当物体以加速度g向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．

(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在． 答案：D

【例5】如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：3eud教育网 http://www.3edu.net 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！3eud教育网 http://www.3edu.net 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将

A．增大

B．减小

C．不变

D．无法判断

[

]

点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1＋m2＞m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T＜(m1＋m2＋m3)g．

而m2移至m1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T0＜(m1＋m2)g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T0＞m3g．

(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T0，而弹簧秤读数T＝2T0，即可求解．

答案：B

跟踪反馈

1．金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中

[

] 3eud教育网 http://www.3edu.net 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！3eud教育网 http://www.3edu.net 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

A．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B．水不再从小孔中喷出

C．水将以较小的速度从小孔中喷出 D．水将以更大的速度从小孔中喷出

2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T，有一个体重为G的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G＞T，要使下滑时绳子不断，则运动员应该

[

] A．以较大的加速度加速下滑 B．以较大的速度匀速下滑 C．以较小的速度匀速下滑 D．以较小的加速度减速下滑

3．在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体(g取10m/s2)，则

[

] A．天平的示数为10kg B．天平的示数为14kg C．弹簧秤的示数为100N D．弹簧秤的示数为140N 4．如图24－5所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为

[

] A．g C．0 B．(Mm)gm

(Mm)g D．m

参考答案：1．B 2．A 3．AD 4．D

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第二篇：高一物理教案《超重和失重》教学设计解析

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《超重和失重》教学设计

【教学设计思路】

利用普通的实验器材（弹簧秤、钩码）及学生随处可见的饮料瓶、易拉罐设计一堂能够引导学生科学探究的新授课。本节课可以适合不同的学校，此种方法也可应用在其它新授课中。本节课在设计时，回避了动画演示超、失重现象，而是尽量让学生亲自做实验，获得真实的体验。一方面可以培养学生求真求实的科学态度，提高自主学习的能力；另一方面，激发学生学习物理的兴趣，体验物理的研究方法。

本节课从生活实际出发，设计贴近学生生活的实验，以此为基础，以探究为主线，让学生通过实验操作、观察来认识物理现象，认知物理过程，让学生用生活化的语言表述观察到的超、失重现象，探究物理规律，再引导学生将生活语言转化成科学规范的物理语言阐述物理规律。通过实验让学生理解并掌握物理概念与规律。经过构建从而获得物理知识，形成技能，同时培养学生的创新能力。

【教学目标】

（一）知识与技能

1．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重失重现象的条件和实质。

2．能运用牛顿第二、第三定律定量分析超重与失重现象。

（二）过程与方法

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1．经过探究实验发现超重失重现象，通过教师引导、小组讨论、再实验寻找超重失重现象的运动学特征。

2．用科学方法探究发生超重失重现象的条件及实质。

（三）情感、态度与价值观

1．通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。

2．培养学生科学探究能力，发展好奇心和求知欲，发展科学探索兴趣，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度和科学精神。

【教学重点】

1．通过实验探究和小组讨论，理解产生超重失重现象的条件和实质。

2．让学生体会科学探究的要素：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估和交流与合作。

【教学难点】

1．超重、失重是一种假象，它不是重力的增加或减少，而只是物体对支持物的压力或是对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力依然存在且大小不变。

2．引导学生提出问题，对问题的答案提出猜想与假设，培养学生自主学习的能力。

3．对实验现象的观察、分析和描述，培养学生良好的思维习惯。【教学资源】

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多媒体播放宇航员在太空里的生活 【教具】

弹簧秤和钩码（2人一组）、演示弹簧秤、饮料瓶、易拉罐。【教学流程图】

【教学过程】

将同学们分成小组，采用教师引导、小组讨论、再实验的方式，进行合作探究式教学。

利用物理实验现象启发学生提出问题

物理学是一门以实验为基础的自然科学，正所谓“知识来源于生活，服务于生活”。（手拿易拉罐和饮料瓶）这是我们在生活中常见的易拉罐和饮料瓶，利用它们我们来做两个有趣的小实验（由学生演示）

小实验1：

一个盛满水的易拉罐底部有一小孔，静止在手中时，水会流出；如果突然松手，让易拉罐自由下落时，会观察到什么现象？

现象：当易拉罐自由下落时，水不会流出。小实验2：

一个盛满水的饮料瓶，在底部钻一个洞，静止在手中时，水会流七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

出；同学甲在讲桌旁将瓶子抛给站在教室后面的同学乙，瓶子飞过同学们的头顶，会观察到什么现象？

现象：水并没有洒在同学们的身上。

根据你观察到的现象你能提出什么问题：水流出的原因是什么？水停止流出的原因又是什么？

因为重力而使水对器壁产生了压力，所以水会流出。实验中重力仿佛消失了，实际上是压力消失了。

自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。让我们来了解一下宇航员在太空里的生活吧！

观看视频：宇宙中的超重与失重现象 提问：

1．宇航员在太空中的生活和我们有什么不同？

答：在太空中可以自由漂浮；麻烦很多，吃饭得用软管挤，喝水得用小管吸。

2．为什么会这样呢？这是超重与失重现象。

3．生活中你听说过超重或失重吗？乘坐电梯，在游乐园里玩过山车。

4．关于超重和失重你想知道一些什么呢？

学生提出问题：究竟什么是超重与失重呢？

猜想与假设1：超重就是重力增大了，失重就是重力消失了。

制定计划与设计实验：

分小组探究：

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（实验）探究之一：

既然是和重力有关的现象，那么请用给定器材（弹簧秤、钩码），设计一个实验，得到钩码的重力大小。

进行实验与收集证据：

教师提问：

1．你看到的弹簧秤读数（直接）表示的是什么力？

物体对弹簧的拉力——视重（下定义）

提醒学生：将钩码的重力数值纪录在纸上G=2．0N 2．请同学们讨论后回答：你是怎样测量钩码重力的？利用了哪些物理规律？

学生：在钩码静止时读数，弹簧秤示数即为钩码的重力。

因为物体静止，处于平衡状态，由二力平衡得：G=F 又因为F与F/是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律得：F=F/

所以 F/= G 小结：当物体处于静止状态时，视重等于物体的重力。

（实验）探究之二：由静止联想到运动

教师：物体运动的时候，视重会发生变化吗？试一试（教师做七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

出上下运动的动作及时引导学生）

学生活动：进行实验，观察现象。

分析与论证：小组内讨论后回答：

1．你看到了什么现象？与钩码的重力进行比较。

读数不稳定，有时候比刚才的读数大，有时候小。

2．物体的重力变了吗？地球作用在物体上的重力并没有变化。

（实验）探究之三：有目的的进行探究

请同学们继续刚才的实验，想办法使弹簧秤的读数大于物体的重力。

学生活动：有的组使物体向上运动，有的组使物体向下运动，同学们会发现两种运动情况下都可以出现视重大于重力的现象。（向上运动的开始阶段；向下运动的结束阶段。）

注：注意观察，如果有的同学摆动弹簧秤（圆周运动），教师要给予学生充分肯定，并告诉学生在以后的学习中会得到解释。

定义超重现象：

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。

对实验结果进行理论分析：

利用多媒体课件由学生分析物体在超重时的受力情况，根据牛顿第二定律得到结论。

(学生到黑板上做出物体处于静止状态和匀加速上升状态的受力分析图。)七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

提问：在描述运动的物理量（位移、速度、加速度和时间）中，用哪个物理量来描述超重现象更合适。

进一步探究超重的实质

教师演示两个实验让同学们认真观察：

实验1：用一只手测量物体的重力，另一只手对物体施加一个向下的恒力，现象是物体拉弹簧的力增大了，物体仍然静止。

实验2：在利用弹簧秤测量钩码重力的实验中，水平方向移动弹簧秤，使物体具有水平加速度，现象是物体拉弹簧的力不变。

教师提问：对观察到现象进行分析，超重现象的特征是什么？（要让学生充分讨论，小组讨论的结果要向全体同学阐述。）

学生总结：物体具有竖直向上的加速度，与速度方向无关。F=m(g+a)教师：同学们认为失重现象怎样定义，特征是什么？用实验检验一下

猜想与假设2：弹簧秤的读数小于物体的重力。

进行实验与收集证据：学生进行实验，观察现象。有的同学上下移动弹簧秤；有的同学左右移动弹簧秤；记录弹簧秤的示数（视重）与钩码的重力进行比较。

定义失重现象：

当物体存在竖直向下的加速度时，它对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。板书 结论： F=m(g-a)七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

猜想与假设3：在失重现象中，如果加速度a=g，则F/=？

有的同学可能会想到让弹簧秤和重物一起自由下落，教师要提醒学生这是破坏性实验，会损坏测量工具，在设计物理实验时要特别注意的，不能设计破坏性实验。

如何解释易拉罐中的水为什么不再从洞中射出？

分析：当易拉罐自由下落时，易拉罐中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会流出。但易拉罐中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。

定义完全失重现象：

当物体以加速度a =g竖直加速下降时，物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，这就是“完全失重”现象。F=0 板书设计：

超重和失重

1．视重：物体对弹簧的拉力（弹簧秤的示数）。

2．实重：物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变G=mg。

3．超重现象：a竖直向上，视重>实重，F=m(g+a)。4．失重现象：a竖直向下，视重<实重，F=m(g-a)。5．完全失重现象：a=g竖直向下，视重为零。

课后思考题:

1．在生活中注意观察，哪些是超重现象，哪些是失重现象？ 2．体验并观察超、失重现象：在体重计上下蹲的过程中，观察七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

体重计的示数变化。

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第三篇：超重和失重教案设计

课题

超重和失重

1课时

教材分析

从在教材中的地位来看，超重和失重既是牛顿第二定律的具体应用，又为后面理解航天器中失重现象打下基础。超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算，是牛顿第二定律应用的一个方面。

学情分析

学生的现有的知识水平能对物体受力分析及应用牛顿定律解决简单问题的能力。

教学过程中可能会有疑惑，一是物体必生超重或失重时，物体所受重力是否发生变化。二是物体的超重或失重是决定于速度还是加速度。

教学目标

知识目标

通过实验认识超重和失重现象，会用牛顿运动定律来分析解释超重和失重现象。理解超重和失重现象与物体的运动方向无关，只与物体的加速度方向有关。了解超重和失重现象是我们日常生活中常见的现象学，它的影响是人类进行太空开发中的一个重要问题。

能力目标

培养学生的观察能力和分析推理能力。

培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力。

德育目标

渗透“学以致用”的思想，学会理论联系实际 采用探究实验激发学习兴趣，保护学生的好奇心

教学重点

理解超重和失重的本质。

教学难点

利用牛顿第二定律有关的超重和失重问题 掌握超重失重在实际生活的应用

教学方法

实验法（演示实验，学生互动实验）、讨论法、探究法、比较法，教学用具

超重和失重演示仪、弹簧秤、钩码、细线、下面扎孔的矿泉水瓶、录像资料

教学程序

学生参与体会，观察现象，导入新课学生实验分析探讨什么是超重和失重及产生条件学生探究得到完全失重及产生条件课堂讨论，拓展本节知识自设实验巩固知识

教学过程 教学过程 教学过程

一

创设情景，引入新课 十几个人乘电梯上楼，走进电梯时电梯没有显示超载，但电梯刚向上启动时报警器却响了起来。难道人所受到的重力会因为电梯的运动状态变化而变化吗？ 学生产生疑问：这与我们在第二章学到的物体的重力在同一地点是一个定值是不一致的，由此切入本节主题超重和失重。二活动探究，新课教学

实验设计：如图在弹簧测力计下挂一重物，用手提着弹簧测力计，使物体上下做多种方式的运动。观察并记录

弹簧秤示数

加速度的方向

静止

由静止到向上运动

由向上到静止运动

由静止到向下运动

由向下到静止运动

实验分析：

1.由静止到向上运动,由向下到静止运动

现象：弹簧秤的示数增大，弹簧对钩码的拉力增大 分析：这两个现象可以用牛顿第二定律解析吗？ 由牛顿第二定律得：

结论：超重现象

当物体存在向上的加速度时，它对支持物的 压力(或对悬挂物的拉力)大于物重的现象

判定超重：向上的加速度（加速上升或者减速下降）

公式感悟：

F=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g。站在电梯里的人在电梯加速上升或减速下降时,人对电梯的压力大于人的重力，就好象是重力加速度g增大一样。物重并没有变化，本质是弹力变化

2.由向上到静止运动, 由静止到向下运动

现象：弹簧秤的示数减小，弹簧对钩码的拉力减小 分析：由牛顿第二定律得：

结论：失重现象 当物体存在向下的加速度时，它对支持物的 压力(或对悬挂物的拉力)小于物重的现象 重力没有变化，本质是弹力变化了

判定失重：向下的加速度（减速上升或者加速下降）3.拓展

当物体存在向下的加速度时，它对支持物的压 力

(或拉力)小于物重的现象，叫做失重现象 当a=g时，F=0，叫做完全失重 超重失重现象分析拓展：

要注意在竖直方向上有加速度并不意味着物体一定在竖直方向运动。如果物体向斜上方（或向斜下方）做加速运动有超重（或失重）现象发生吗？ 三巩固知识，自设实验

在矿泉水瓶下面扎一些小孔，装上水后水从小孔喷出。如果让瓶自由下落，水会怎样喷？先让学生猜想可能发生的现象，再观察现象。抛出后水处于失重状态，对瓶无压力，水不喷。四．学生自己发现生活中的超重和失重问题并引导学生用自己理解到的超重和失重知识去解决式解释这些现象。

多媒体演示

生活中乘电梯现象 因此过程比较短，所以 注意引导学生观察 老师引导学生动手

多媒体展示太空中的完全失重状态 学生分层教学思考

学生在老师引导下自设实验。可利用多媒体把实验过程慢放（课前准备）多媒体投影

巩固练习

1.质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上，在下列哪种情况下，弹簧秤读数最小：

A: 升降机匀速上升

B: 升降机匀加速上升，且

C: 升降机匀减速上升，且

D: 升降机匀加速下降，且

2.运动员在地面上能举起100千克质量杠铃，在a=g/2加速上升的电梯中能举起多大质量的杠铃？

课堂小结

无论是超重还是失重，物体实际重力不变 超重和失重与速度方向无关，只与加速度方向有关 超重条件：加速度向上； 失重条件：加速度向下。

课后作业

1.学了超重失重的知识后，大家用弹簧秤测量物体的重量时，除了要注意弹簧秤的量程以及校正调零之还要注意什么呢？

2.上网查阅神州六号飞船上航天员应该怎样吃饭喝？ 3.完成课后练习与评价

板书设计

教学反思

学生是否能够通过合作式的探究学习方式感受生活中的超重和失重现象。学生是否能够从已有的牛顿定律知识从理论上了解超重和失重的本质。

学生是否把学到的超重和失重现象的本质的理解应用到具体生产和生活中去并且解释和解决一些具体的问题。

第四篇：超重和失重教案

超重和失重·教案

肖德军

（河北省永清县职教中心 065600）

一、教学目标

1.理解什么是超重、失重和完全失重，掌握超重、失重和完全失重的本质并能熟练的判断超重、失重和完全失重。

2．运用牛顿第二定律分析超重和失重的原因；

3．培养学生熟练应用牛顿第二定律分析解决超重和失重问题的能力。

二、重点、难点分析 重点是对超重、失重和完全失重的理解及其超重、失重和完全失重的判断方法。难点是熟练应用牛顿第二定律分析解决超重和失重问题。

三、教具

体重计、超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的矿泉水瓶、有关神州七号宇宙飞船的录像资料、投影仪。

四、主要教学过程(一)新课导入

播放神州七号宇宙飞船发射和在轨运行的录像片段并加以解说，大家看一看飞船发射时宇航员采用的是什么姿势？（横卧）宇航员为什么要采取横卧的姿势？原因是飞船发射时宇航员要承受相当与自身体重5-8倍的巨大压力。再看一下飞船入轨后飞船里的情况，物体和宇航员都漂在空中，怎么解释以上两种现象呢？这就是我们今天要研究的问题---超重和失重。-(二)教学过程设计 板书：

十、超重和失重

我们先来研究一下超重现象。板书：1．超重现象

实验：介绍装置，架子上有两个滑轮，两边挂有重物。我们让右侧物体质量大于左侧物体质量，开始用手拖住右侧物体让系统静止观察弹簧秤示数，放手后左侧物体向上加速运动，我们再观察弹簧秤示数。

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数增大，物体对弹簧秤的拉力增大。分析原因：取左侧物体为研究对象，T-mg=ma，弹簧秤的拉力为

T=mg+ma=m(g+a)＞mg

可见物体向上加速运动时，物体对悬挂物（弹簧秤）的拉力大于物体的重力。（因为弹簧秤对物体的拉力大于物体的重力而弹簧秤对物体的拉力与物体对弹簧秤的拉力是一对作用力与反作用力大小相等）

实验：取一体重计，让一人站在上面不动读出此时体重计的示数，然后让他由下蹲状态突然站起，让学生观察人加速上升阶段体重计示数的变化。

（体重计）

提问：看到了什么现象？体重计的示数增大，人对体重计的压力增大。

分析原因：取人为研究对象，T-mg=ma，体重计的支持力为

T=mg+ma=m(g+a)＞mg

可见当人向上加速运动时，人对支持物（体重计）的压力大于人的重力。（因为体重计对人的支持力大于人的重力而体重计对人的支持力与人对体重计的压力是一对作用力与反作用力两者应当相等）

根据以上两例归纳给出超重的定义和判断方法

（1）超重：物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力大于自身重力的现象叫超重。（板书）

（2）超重的判断方法：当物体具有向上的加速度时（加速上升或减速下降）处于超重状态（板书）

让学生举出超重的实例教师给以归纳：电梯加速上升或减速下降阶段、宇宙飞船等航天器发射和回收阶段（指落地前减速下降阶段）等。（板书超重实例）

2．失重现象 实验：现减小装置右侧悬挂物质量使放手后左侧物体向下的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化。（相对于系统静止时）

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数减少，物体对弹簧秤的拉力减小。分析原因：取左侧物体为研究对象，G-T=ma，弹簧秤的拉力为T=mg-ma=m(g-a)＜mg

可见物体向下加速运动时，物体对悬挂物（弹簧秤）的拉力小于物体的重力。实验：仍利用体重计，让一人站在上面然后突然下蹲让学生观察人加速下降阶段体重计示数的变化。

提问：看到了什么现象？体重计的示数减小，人对体重计的压力减小。分析原因：取人为研究对象，T-mg=ma，体重计的支持力为

T=mg-ma=m(g-a)＜mg

可见当人向下加速运动时，人对支持物（体重计）的压力小于人的重力。（因为体重计对人的支持力小于人的重力，而体重计对人的支持力与人对体重计的压力是一对作用力与反作用力）

由以上两例归纳出失重的定义和判断方法

（1）失重：物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力小于自身重力的现象叫失重。（板书）

（2）失重的判断方法：当物体具有向下的加速度时（加速下降或减速上升）处于失重状态（板书）

让学生举出失重的实例教师给以归纳：电梯加速下降或减速上升阶段、宇宙飞船等航天器加速下降阶段等。（板书失重实例）3.完全失重 实验：在矿泉水瓶下面靠近瓶底处扎一个小孔，装上水后水会从小孔喷出，因为水对瓶底有压力。把水瓶抛出，喷水情况会是怎样呢？让学生先分析预测可能发生的现象，再开始试验观察。试验现象：水不再从小孔喷出，原因，水瓶抛出后水处于失重状态而且是一种特殊的失重，水对瓶底无压力-------完全失重。

结合上面实验给出完全失重的定义和判断方法

（1）完全失重：物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力为零的现象叫完全失重。（板书）

（2）完全失重的判断方法：当物体具有重力加速度时处于完全失重状态。（板书）

让学生举出完全失重的实例教师加以归纳：所有的抛体运动（在忽略了空气阻力的情况下）、宇宙飞船等航天器在轨运行阶段都处于完全失重状态。（板书）

4.超重、失重和完全失重的本质

问题讨论：有人说：“超重就是重力增加，失重就是重力减小，完全失重就是重力消失了。”这种说法对不对？你是怎么怎么理解的？

让学生各抒己见，结合学生对上述问题的讨论归纳出超重、失重和完全失重的本质：

超重不等于重力增加，失重不等于重力消失，完全失重也不等于重力消失。无论超重、失重还是完全失重，就重力本身而言都没有发生变化，只不过是物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力发生了变化，增加了减小了或者消失了。（板书）

5.例题

（投影）例1：回答以下各题

（1）起重机在吊起重物时，有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么原因？

（2）将四块砖叠放在一起，然后向上抛出（假设在运动中四块砖不分开）那么各砖之间是否有弹力？

（3）如果一个人在体重计上由静止突然下蹲并保持下蹲状态不动。分析并回答在整个过程中体重计示数的变化情况？

解析：（！）起重机在加速吊起重物时具有一个向上的加速度，物体处于超重状态加速度越大重物体对钢丝绳的拉力就越大容易将钢丝绳拉断。

（2）由于整体做抛体运动，加速度为重力加速度处于完全失重状态。因而各砖之间无压力。

（3）由于该人从静止开始先加速下降再减速下降最后静止因而先失重再超重所以体重计示数的变化情况是先减小再增大最后回复起始值。

(投影)例2：一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动？

分析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力。这里f=μN，只有减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力，当f=μN=k△x时物体开始滑动。

取物体为研究对象，受力如图，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即G-N=ma。

联解两式得：a=(G-N)/m=(mg-k△x/μ)/m=g-k△x/μm 即升降机做a＞g-k△x/μm的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动。

布置作业；练习(1)(2)(3)

五、说明

1．本节课可采用在教师引导下，教师跟学生共同讨论研究的方式进行。在教学中教师要注意学生对知识的接受情况，恰当地提出问题，对学生的认识给予正确的评价和解释。

2．对于演示实验1要注意弹簧秤的量程要小，最好是0.2千克左右的，刻度要明显利于学生观察。两边重物的质量选择要合适，可使加速过程时间较长、较稳定。

第五篇：超重和失重 说课稿

《超重和失重》教学设计

[新课导入] 在上新课之前，和大家先做一个小小的实验：首先，请大家拿出两本书，放在桌面上分页地交叉在一起，可以逐页交叉，也可以两页或三页，好，现在大家站起来水平的用力拉，可以放在桌面上拉。找同学说说感受，不能拉开，拉开了？什么感觉，很费力。

有的同学拉开了，有的没拉开，拉开很费力。那有没有巧妙的办法将其拉开呢？ 学生：、、、、、、、、、师，看看这样的办法，下落过程将其拉开。

师：好，为什么下落过程能拉开呢？我们就带着这个问题研究今天的内容。

二、超重和失重

问题情境：如果给你一个弹簧秤，使用弹簧秤时，要注意什么问题？怎样由测力计测物体的重力？

通常情况下，我们把物体挂在弹簧挂钩下，保持物体静止，再来读取弹簧秤的示数。生：这是因为当物体挂在弹簧秤下静止时，物体处于受力平衡状态，重力的大小和弹簧秤对物体的拉力相等，而实际上弹簧秤测量的是物体对弹簧秤的拉力，在这种静止的情况下，拉力的大小是等于重力的．

那是不是在任何情况下，弹簧秤或托盘秤的示数都能显示物体重力的大小呢？ 师：同学们请看，老师在电梯里称量物体的重量时，遇到了什么问题？观光电梯中摆放着托盘秤，挂着弹簧秤。当电梯静止时指针在这个位置，当指针顺时针偏转时，表示物体对托盘秤的压力变大，当指针逆时针偏转时表明物体对托盘秤的压力变小。同学们可以选择其中一个秤来观察，同时托盘秤后面有等宽的瓷砖，可以以瓷砖为参考系判断电梯运动情况。

师：看到了什么现象？

生：1两秤的示数在变化，2，一会变大一会变小。师：大家看到的是不是这样的现象啊？

师：好，我们看到的的确是这种现象，我们发现有时好象物体的重力变大了，有时物体重力好象又变小了，难道物体的重力真的变化了吗？

生：重力并没有发生变化

师：那为什么弹簧秤和托盘秤的示数却发生了变化呢? 原因是：当物体随弹簧秤或托盘秤加速上升或减速下降的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时物体受力不再平衡，拉力或压力的大小不再等于重力，所以秤的示数发生了变化．

这位同学分析得非常好，物体的重力是没有变化的，只是拉力或压力发生了变化。我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重，而把物体的真实重力称为实重。当物体处于平衡状态时，视重等于实重。当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小． 在物理学中，我们将物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力的现象叫做超重。而将物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力的现象叫做失重。感悟生活：

师：那同学们想一想，在生活中你有没有亲身体验过超重或失重？在哪里体验过？哪位同学说说，什么感觉？

好，和老师的感觉一样。通过刚才的录像我们发现电梯里面的确有超重和失重现象。从指针偏转看有时候超重，有时候失重。热爱求知的人都会这样的习惯只看到现象不是我们的目的，我们要透过这个现象看其本质。那么究竟什么时候超重？什么时候失重呢？

也就是说：发生超重和失重现象的条件是什么呢？我们就以电梯中的超重和失重现象来探索发生超重和失重的条件。

首先我们应了解电梯的运动情况，实际上电梯在上升过程可分为三个阶段：加速上升、匀速上升、减速上升。电梯下降过程可分为：加速下降、匀速下降、减速下降。

我们知道，观察并记录现象是科学探究中的重要环节，那现在我就反复播放录像，大家观察。在电梯运行的这六个阶段到底什么时候超重什么时候失重？也就是具体任务是：观察并记录超重或失重现象都发生在电梯运行中的哪些阶段呢？再次提醒同学们呢托盘秤指针顺时针偏转表示物体对托盘秤的压力变大，指针逆时针转动表示压力变小。

师：哪位同学分享一下自己观察到的结论？ 提问：学生回答，有问题的换同学补充。师：好，那大家同不同意以上几个同学的说法？

师：刚才同学们的记录显示了电梯运行六个阶段中的超重和失重情况。那同学们你们凭借刚才的观察你猜想：超重和失重到底和电梯运行过程中的什么物理量有关系呢？ 生：回答，1，跟加速度有关，师：还有没有其他看法？电梯运行有时加速有时匀速有时有减速，加速度如何变化的呢？ 生：跟加速度方向有关系？

师：问，你凭什么说跟加速度有关系，你的理论根据是什么？

生：从牛顿第二定律分析，加速或减速时，物体不平衡，说明某方向上有力。还有没有不同观点，讨论一下，回答。

师:刚才同学们都是从牛顿第二定律即理论上进行分析的，这当然是研究问题的一种方法，当然，我们还可以通过实验来分析一下。

既然，同学们说跟加速度有关或速度，那你们就将这六个阶段的加速度情况分析出来。师：具体任务是：分析猜测的物理量在这六个阶段的情况，结合表格分析总结寻找得到什么规律呢？大家交流讨论一下。有不明白举手提问。

师：从动力学角度进行了分析，刚才我说，能不能分析这六各阶段的加速度情况？通过表格探究和加速度有什么关系？

结论：

3、产生条件：

(1)超重产生条件

a向上

加速上升或减速下降(2)失重产生条件

a向下

加速下降或减速上升 师：为什么会发生超重和失重现象呢？我们能不能用我们学过的牛顿第二定律，来定量计算一下在超重和失重情况下物体的压力或拉力到底是多少呢？现在我们看题：

以电梯中托盘秤所放物体为研究对象，已知物体的质量为m,升降机加速度的大小为a,根据下列五种情景,求物体对托盘秤压力分别是多少？（重力加速度为g）

情景一：电梯匀加速上升；

情景四：电梯匀减速下降；

对重物受力分析如图：以加速度a加速上升 由牛顿第二定律得： F合 = F — mg = m a 故：F = mg + m a > G因此产生超重 情景二：电梯匀减速上升； 情景三：电梯匀加速下降；

对重物受力分析如图：以加速度a加速下降 F合 = mg — F = m a 故：F = mg — m a ＜mg 因此产生失重。此时，物体对托盘秤的压力小于自身重力。同学们设想，如果压力逐渐减小，减小到零时，电梯发生了什么？ 回答都有道里。缆绳断了，台秤坏了。等等。

实际上此时电梯a=g向上的支持力F=0时，我们把它叫做完全失重状态。那么电梯到底处于什么情况大家可以自己想象了。

师：我们在平时工作学习中哪位同学体验过完全失重所带来的感觉呢？没有。看过没有？

学生：看过，在哪里？没看过。

师：那想想处于完全失重该处于什么样呢？ 让我们看一段视频。其实在太空舱里所处状态为完全失重状态，我们看一看我们的宇航员是怎样进行失重训练和在太空工作的。其实在这种完全失重状态下可以进行很多地面上无法进行的实验，如，1985年第一位美籍华人王赣骏在太空舱里研究了微重力环境下液体的状态，发现他是球形。

想一想，在我们的身边有没有实验能够证明一下这个状态呢。矿泉水瓶实验。水之所以会流出是因为水对瓶底有压力作用。当矿泉水瓶自由下落时，谁还会流出吗？用刚才所学物理规律判断一下。学生：不会流出。看来，我们用所学的物理规律能够判断出未知的物理现象，那我们看是不是这样呢？注意观察，水平下落很快，顺手拈来的物品做实验也要注意实验的规范性。这个不太明显。回去自己做一下。

好，这回我们来一个不带水的实验。我们研究研究身边现象，人下蹲过程到底是超重还是失重？站起的过程呢。

学生：失重、观点一样、先失重，平衡，超重。

师，用力传感器研究一下，横坐标时间，纵坐标表示力。怎么研究呢，钩码代表人将钩码和人看成整体，找一位同学，老师教你下蹲就下蹲，站起来就站起来，迅速点。好，出来了这样一条图线，看先是平行线表示什么意思，往下凹曲，向上凸起又是什么意思？最后该同学站起没动，图线平行线又是什么意思？

课堂小结：今天我们主要学习了超重和失重，知道了产生条件当加速度向上时发生超重，加速度向下时发生失重。我们也用牛顿第二定律进行了理论分析，知道物体处于完全失重状态时加速度为重力加速度。超重失重的实质是物体重力没有变只是拉力压力在变。

通过这节课的学习我们应该明白课前的实验，为什么在下落过程就能将书轻松的拉开了。

作业1，刚在所做图像分为几部分，各部分表示的物理意义是什么？

作业2，自制土天平，挂上不同质量钩码，不能水平，那将其自由下落时能不能处于水平状态。回去动手做一下，然后在进行理论分析。

板书设计:

§4.7超重和失重

1.超重：视重大于实重

条件：a 向上

加速上升或减速下降 分析：F – mg = ma → F = mg + ma

2.失重：视重小于实重

条件：a向下

加速下降或减速上升 分析：mg – F = ma →F = mg-ma 完全失重：a=g 向下 F=0 实质：是物体重力没有变只是拉力压力在变。

我们看，无论超重还是失重向上的拉力的表达式都可表示成

F = m a + mg，我们知道物理规律除了可以用公式表示还可以用直观的图像来表示。在上面的公式中，加速度和力是一次函数关系，这不仅让我们想到数学中的一次函数表达式y=kx+b,这个函数在x-y坐标系中应该是一条直线，画出直线。这条直线和坐标轴有两个交点，说明每个交点的坐标值。力和加速度的关系也是一次函数关系，那我将图像中横轴改为a，纵轴表示F。好，我们借助这个图像进一步分析这条图线和两坐标轴的交点表示的物理意义是什么？一二象限的图线表示什么含义？讨论一下；回答；讨论分析。

纵坐标拉力=重力。第一象限的图线大于重力处于超重状态，第二象限图线表明拉力小于重力，处于失重状态。横坐标交点，表明物体只在重力作用下向下加速运动。a=g。处于失重状态，