高中物理 4.6超重和失重教案6 粤教版必修1

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1、超重和失重　　【基础知识导引】　　1．知道什么是超重和失重．　　2．知道产生超重和失重的条件．　　　　【教材内容全解】　　自从人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器成功发射进入运动轨道后，我们从电视或电影上经常看到宇航员“漂浮”在航天器内的画面，即处于“失重”状态．当我们乘坐高速电梯，在电梯加速向上起动或减速下降时双脚会感到压力突然变大，也就是此时我们处于“超重”状态．那么究竟什么是超重?什么是失重?超重是不是就是物体所受的重力增大?失重是不是就是物体所受的重力减小?　　本节教材以升降机情况为例，从牛顿运动定律入手，引导我们一起解决以上问题．　　1．超重与失重　　(1)实验：A．①

2、人站在减速下降的升降机内的一台秤上，可看到台秤示数小于人的重力；　　②人站在加速上升的升降机内的一台秤上，可看到台秤示数大于人的重力．　　B．如图3—8—1所示，装置中绳足够长，将M无初速度释放，现象：　　①可看到弹簧秤A的读数大于C物体的重力mg．　　②可看到弹簧称B的读数小于D物体的重力mg．　　(2)现象分析：　　①对实验B—①分析：若以物体C为研究对象，设A弹簧拉力为，则，即弹簧对C的拉力大于C的重力，我们称物体处于超重状态．　　超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象．　　②实验B—②分析：若以物体D为研究对象，B弹簧拉力为，则，，

3、即弹簧对D的拉力小于D的重力，我们称D物体处于失重状态．　　失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫做失重现象．　　完全失重：物体以加速度g加速下降时，对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况叫做完全失重现象．　　2．超重、失重的理解　　(1)“重力”、“超重”、“失重”的联系．　　“重力”是由于地球对物体的吸引而产生的，大小表示为G=mg．只要物体所在位置的重力加速度一定，物体所受的重力就一定．因而，“超重”并不意味着“重力增加”，“失重”也不代表“重力减小”，“完全失重”也不是说“物体的重力完全消失了”．在发生超重、失重现象时，物体的重力依然

4、存在，并不发生变化，变化的只是物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)．　　(2)加速方向决定发生“超重”还是“失重”．　　用牛顿运动定律对上述实验分析时，我们并没有重点考虑物体的速度方向，而是把握了物体的加速度方向．当物体具有向上的加速度时超重，具有向下的加速度时失重，超重、失重与物体的运动方向无必然的关系．　　(3)当质量为m的物体有向上的加速度．时，它超重大小为ma；当它具有向下的加速度．时，它失重大小为ma．　　(4)在完全失重状态下，a=g，平时一切由重力产生或与重力有关的物理现象均消失．　　如物体在液体中不受浮力，天平无法测量物体的质量等．　　　　【难题巧解点拨】　　例1

5、举重运动员在地面上能举起120kg的重物，在运动着的升降机中只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度?若在以的加速度加速下的升降机内，此人能举起质量多大的重物(g取)　　解析：运动员在地面上能举起120kg的重物，则运动员发挥的向上的最大支撑力　　　　在升降机中只能举起100kg的重物，可见该物超重了，升降机应具有向上的加速度，则由　　得　　当升降机以加速度下降时，重物失重．　　则，　　得：　　答案：，160kg　　点拨：同一质量的物体，在竖直方向不同的加速系统中，对支持物的压力(或悬挂物的拉力)发生变化，但其重力始终不变．题中无论加速系统如何运动，运动员能发挥的最大支撑力

6、不变，这是解题的关键．　　　　例2如图3—8—2所示：A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为(　　)　　A．F=MgB．Mg(M+m)g　　解析一：当铁片被吸引上升时，对0点进行受力分析如图3—8—3，有①　　对铁片进行受力分析得，即F'=mg+ma>mg②　　则由①②知：，所以选项D正确．　　解析二：当电磁铁通电，铁板被吸引上升的过程中，铁片具有向上的加速度，导致整个装置的重心具有向上的加速度，处于超重状态

7、，从而F>(M+m)g．　　答案：D　　点拨：灵活运用超重、失重知识、对一些动力学问题的解答更为简捷、准确．　　　　【拓展延伸探究】　　1．本节教材“思考与讨论”解答：物体对水平面的压力(或对竖直悬绳的拉力)不一定总等于物体所受重力．当物体(或系统)在竖直方向只受重力和支持力作用且该方向上加速度为零时，支持力(或拉力)等于物体所受重力．　　2．课题：感受超、失重．　　目的：根据从教材上所学习到的超、失重知识，去寻找机会亲身体验超、失重的感觉．　　点拨：①找一台家用或医用体重计，观