《超重与失重》教案

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1、学案6　超重与失重[学习目标定位]　1.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.能应用牛顿运动定律处理超重、失重问题.3.会利用超重、失重知识解释一些现象．知识储备区一、超重1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支撑物的压力)大于物体重力的现象叫做超重．2．产生条件：物体具有竖直向上的加速度．二、失重1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体重力的现象叫做失重．2．产生条件：物体具有竖直向下的加速度．三、完全失重1．定义：物体对悬挂物或支持物完全没有作用力，称为处于完全失重状态．2．产生条件：物体竖直向下的

2、加速度等于g.学习探究区一、什么是超重和失重[问题设计]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？为了研究超重、失重现象，小星在电梯里放了一台台秤如图1所示．设小星的质量为50kg，g取10m/s2.当小星感觉“飘飘然”时，他发现台秤的示数为400N；当他感觉“脚踏实地”时，他发现台秤的示数为600N；当电梯门打开时，他发现台秤的示数为500N.以上三种情况下

3、小星的重力变化了吗？超重、失重时台秤的示数如何变化？图1答案　没变；超重时台秤的示数比小星的重力大，失重时台秤的示数比小星的重力小．[要点提炼]1．实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．(2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．2．超重与失重时，视重与实重的关系(1)超重时，视重大于实重．(2)失重时，视重小于实重．二、超重与失重的产生条件[问题设计]小星发现当他下楼时，台称的示数总是分别会按顺序出现400N、600N和50

4、0N．而上楼时台称的示数总会按顺序出现600N、400N和500N，你能利用所学的知识分析电梯各阶段所处的运动状态吗？答案　下楼的过程当台秤的示数是400N时，由牛顿第二定律知小星的加速度a＝m/s2＝2m/s2，方向竖直向下，因小星与电梯的运动状态相同，所以电梯正以2m/s2的加速度竖直向下做加速运动．同理可得当台秤示数是600N时，电梯以2m/s2的加速度竖直向下做减速运动，当示数为500N时，电梯停止运动．上楼的过程，当台秤的示数是600N时，由牛顿第二定律知小星的加速度a＝m/s2＝2m/s2，方向竖直向上，故小星与电梯以2m/

5、s2的加速度竖直向上做加速运动．同理当示数是400N时，电梯以2m/s2的加速度向上做减速运动，当示数为500N时，电梯停止运动．[要点提炼]判断超重、失重状态的方法1．从受力的角度判断超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零．2．从加速度的角度判断超重：物体具有竖直向上的加速度．失重：物体具有竖直向下的加速度．完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g.典例精析一、超重与失重的判断例1　“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身

6、系弹性绳自高空P点自由下落，图2中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中(　　)图2A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．人在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C．人在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．人在c点，人的速度为零，其加速度为零解析　人在Pa段只受重力作用，a＝g，完全失重，A正确；人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正确；人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向

7、上，超重，C错误；人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大，D错误．答案　AB针对训练1　下列说法中正确的是(　　)A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态答案　B解析　当加速度方向竖直向下时，物体处于失重状态；当加速度方向竖直向上时，物体处于超重状态，蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下，且a＝g，为完全失重状态，所以B正确．而A、C、D中运动员均为平衡状

8、态，F＝mg，既不超重也不失重．二、关于超重与失重的计算例2　有一根钢丝能承受的最大拉力为100N，在一个运动的电梯中，这根钢丝下悬挂了12kg的物体恰好没有断，问电梯可能做怎样的运动？(取g＝10m/s2