超重和失重 教学设计
超重与失重教案

超重与失重教案超重与失重教案一、教学目标:1. 了解超重与失重的概念。
2. 掌握超重与失重对身体健康的影响。
3. 学会运用科学方法进行身体重量的测量。
4. 培养学生的观察与实验能力。
二、教学内容:1. 超重与失重的定义和概念。
2. 超重与失重对身体健康的影响。
3. 身体重量的测量方法。
4. 观察和实验活动。
三、教学过程:1. 导入(5分钟)教师根据学生的实际情况,引入超重与失重的概念,让学生思考超重与失重对身体健康的影响。
2. 知识讲解(10分钟)教师简要介绍超重与失重的定义和概念,讲解超重与失重对身体健康的影响。
可以借助图片和实例进行讲解。
3. 实例分析(15分钟)教师给出几个实例,让学生通过观察和分析判断是超重还是失重,并解释对身体健康的影响。
引导学生思考为什么会发生超重和失重,以及如何改善。
4. 身体重量测量方法(15分钟)教师介绍常用的身体重量测量方法,如体重秤、体脂仪等,让学生了解如何科学准确地测量身体重量。
5. 观察活动(20分钟)教师组织学生进行观察活动,比较不同身体质量指数对身体健康的影响。
学生可以分组观察不同身体质量指数的人的生活习惯、运动情况等,并记录下来进行比较分析。
6. 实验活动(20分钟)教师组织学生进行实验活动,通过改变食物的种类和摄入量,观察不同饮食对身体重量以及身体健康的影响。
学生可以根据实验结果总结出科学的饮食习惯。
7. 归纳总结(10分钟)教师与学生共同总结超重与失重的概念、影响以及预防方法,并强调科学饮食和适量运动对身体健康的重要性。
8. 作业布置(5分钟)布置相关作业,如整理观察和实验结果、撰写小结等,以巩固所学知识。
四、教学评价:1. 教师观察学生在观察和实验活动中的表现,评价学生的观察和实验能力。
2. 学生撰写的小结、整理的观察和实验结果等,作为综合评价的依据。
五、教学延伸:1. 引导学生进行进一步的研究,了解更多关于超重与失重的知识,并与同学进行分享交流。
超重和失重课程设计

超重和失重课程设计一、教学目标本章节的教学目标是让学生理解并掌握超重和失重的概念,能够运用牛顿第二定律分析物体在超重和失重状态下的受力情况。
具体目标如下:1.知识目标:a.掌握超重和失重的定义;b.理解物体在超重和失重状态下的受力分析;c.掌握如何通过牛顿第二定律分析物体在超重和失重状态下的加速度。
2.技能目标:a.能够运用牛顿第二定律分析实际问题中的超重和失重现象;b.能够通过实验数据验证超重和失重的理论。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对科学的兴趣和好奇心;b.培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括超重和失重的定义、物体在超重和失重状态下的受力分析以及牛顿第二定律的应用。
具体内容包括:1.超重和失重的定义:介绍超重和失重的概念,并通过实例进行分析。
2.物体在超重和失重状态下的受力分析:讲解物体在超重和失重状态下的受力情况,包括重力、支持力和摩擦力的变化。
3.牛顿第二定律的应用:教授如何运用牛顿第二定律分析物体在超重和失重状态下的加速度,并通过实际问题进行应用练习。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解超重和失重的定义、物体在超重和失重状态下的受力分析以及牛顿第二定律的应用。
2.讨论法:学生进行小组讨论,分享对超重和失重现象的理解和看法。
3.案例分析法:通过分析实际问题,引导学生运用牛顿第二定律解决超重和失重问题。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲身体验超重和失重现象,并验证理论。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将准备以下教学资源:1.教材:选择合适的物理教材,提供理论知识的学习支持。
2.参考书:提供相关的参考书籍,帮助学生深入了解超重和失重现象。
3.多媒体资料:制作PPT、动画等多媒体资料,生动展示超重和失重现象。
4.实验设备:准备实验所需的设备,如弹簧秤、滑轮组等,让学生进行实验操作。
超重和失重教案

3、情感目标:培育学生学习爱好,开阔视野。
教学建议
教材分析
本节通过对运动的升降机中测力计的示数改变,探讨了什么是超重现象、失重现象以及完全失重现象,并指出了它们的产生条件。
教法分析
1、通过实例让学生分清“实重”和“视重”。从而建立的概念。同时相识到物体的重力大小是不会随运动状态改变而改变的。
2、依据力和运动的关系明确给出的产生条件。
3、借助试验和课件建立感性相识,协助理解;与实际生活紧密联系,激发学习爱好。
教学设计示例
教学重点:的概念及产生条件。
教学难点:视重和实重的区分。
示例:
(一)什么是
视频:台秤称物体视重。
问题:1、物体的实际重力改变了没有?2、台秤的视数改变了没有?怎样变的?3、物体的重力和台秤的'视数反映的力从性质上说有什么不同?
2022超重和失重教案
超重和失重教案
作为一无名无私奉献的教化工作者,很有必要细心设计一份教案,教案是保证教学取得胜利、提高教学质量的基本条件。我们该怎么去写教案呢?下面是我为大家整理的超重和失重教案,仅供参考,欢迎大家阅读。
超重和失重教案1
教学目标
1、学问目标:
(1)知道什么是。
(2)知道产生的条件。
2、运用牛顿其次定律探讨超重和失重的缘由。
二、实力目标:
培育学生运用牛顿其次定律分析和解决问题的实力。
三、德育目标:
渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热忱。
教学重点:
超重和失重的实质
教学难点:
在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。
教学方法:
试验法、讲练法
教学用具:
超重和失重教案

超重和失重教案§4.7超重和失重一、教学目标1.知识与技能(1)掌握超重现象和失重现象的概念。
(2)理解超重现象和失重现象的原因。
2.过程与方法(1)观察并感受失重和超重现象。
(2)经历探究产生超重和失重现象条件的过程,理解物理规律在生活实际中的应用。
3.情感态度与价值观(1)通过探究性研究活动,培养学生的兴趣,增强自信心。
(2)用科学的观点解释身边的物理现象。
二、教学重点、难点1.“认识超重和失重现象”是本节的重点,要了解什么是超重现象以及失重现象并能在实例中找出。
2.“掌握超重和失重现象的产生条件”是本节的难点,要理解超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关,而与速度v无关。
三、教学方法1.通过相关的图片结合生活实例引出研究主题-超重和失重。
2.通过观察与记录人在电梯中上楼和下楼进程和状况,再联合二力平衡及牛顿第三定律的分析引出超重与失重的概念。
3.通过牛顿第二定律并结合总结、归纳的方法找出物体产生超重现象和失重现象的条件,强调超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关,而与速度v无关。
四、教学过程(一)引入新课师:老师这里有一台体重计,我们知道体重计是用来测量体重的,也就是人的质量。
师:请一位学生上来用体重计测量其体重,提出问题:体重计的原理?(强调静止状态)师:让学生下蹲和上升,提出问题:在这个过程中人的质量会不会发生改变?体重计的示数会不会发生改变呢?让学生进行演示,观察现象。
(体重计的示数发生了改变)师:为什么体重计的示数会发生改变呢?具体是怎样变化的呢?师:带着这些问题,我们进入今天的研究——超重和失重。
(二)教学内容A.回顾(体重计的原理)问题:师:我们知道体重计测量体重应用的是什么原理呢?分析:1.我们用牛顿第三定律分析一下。
人对体重计的压力F'和体重计对人的支持力F是一对作用力和反作用力。
当人对体重计的压力F'发生改变,那么体重计对人的支持力F也会发生相应的改变,体重计的示数就发生了改变。
《超重与失重》教案教案

《超重与失重》教案教案
一、教学目标:
1. 知识与技能:理解超重和失重的概念,知道超重和失重现象产生的条件;会运用牛顿第二定律分析超重和失重现象。
2. 过程与方法:通过实验、观察和分析,提高学生的实验能力和分析问题的能力。
3. 情感态度价值观:体会科学探究的乐趣,培养学生对科学的热爱。
二、教学重难点:
1. 教学重点
- 理解超重和失重的概念。
- 掌握超重和失重现象产生的条件。
2. 教学难点
- 运用牛顿第二定律分析超重和失重现象。
三、教学方法:
讲授法、讨论法、直观演示法
四、教学过程:
1. 导入
通过展示一些与超重和失重相关的图片或视频,引发学生的兴趣。
2. 新课教学
- 超重现象:教师通过演示实验,让学生观察当物体向上加速运动时,测力计的示数变大的现象,从而引出超重的概念。
- 失重现象:教师通过演示实验,让学生观察当物体向下加速运动时,测力计的示数变小的现象,从而引出失重的概念。
- 超重和失重产生的条件:引导学生运用牛顿第二定律分析超重和失重现象产生的条件。
3. 课堂练习
- 让学生分析一些生活中的超重和失重现象,如电梯的上升和下降过程。
4. 课堂总结
对本节课的内容进行总结,强调超重和失重的概念及产生条件。
5. 作业布置
布置作业,让学生在课后查找一些与超重和失重相关的资料,并写一篇小短文。
五、教学总结
通过本次教学,学生能够理解超重和失重的概念,知道超重和失重现象产生的条件,会运用牛顿第二定律分析超重和失重现象,提高了学生的实验能力和分析问题的能力。
第一册(必修)3.7超重和失重教案

第一册(必修)3.7超重和失重教案
人教版第一册(必修) 3.7 超重和失重教案
超重和失重
一、教学目标
1.了解超重和失重现象;
2.运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因;
3.培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。
二、重点、难点分析
1.超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化,而是物体在竖直方向有加速度时,物体对支持物的压力或拉力的变化,这一点学生理解起来往往困难较大。
让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一,也是后面理解航天器中失重现象的基础。
2.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,也应作为本节教学的重点之一。
三、教具
演示教具:超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的可乐瓶、录像资料。
学生用具:弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线。
四、主要教学过程
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第6节 超重和失重 教学设计

第6节超重和失重[学习目标]1.知道超重、失重和完全失重现象,会根据条件判断超重、失重现象.(重点)2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象.知识点1重力的测量1.一种方法是,先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量,利用牛顿第二定律可得:G=mg.2.另一种方法是,利用力的平衡条件对重力进行测量.知识点2超重和失重1.超重(1)定义: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现象.(2)产生条件:物体具有竖直向上的加速度.2.失重(1)定义: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现象.(2)产生条件:物体具有竖直向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态.(2)产生条件:a=g,方向竖直向下.[判一判](1)物体向上运动时一定处于超重状态.()(2)物体减速向下运动时处于失重状态.()(3)物体处于失重状态时重力减小了.()(4)物体处于完全失重状态时就不受重力了.()(5)不论物体超重、失重,还是完全失重,物体所受的重力都是不变的.()(6)超重和失重可根据物体的加速度方向判定.()提示:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√[想一想](1)物体向上运动就超重,物体向下运动就失重,这种说法对吗?为什么?(2)人站在力传感器上完成下蹲动作.观察计算机采集的图线.图甲呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况.很明显,图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小,后变大,再变小,最后保持某一数值不变的全过程.如图乙,图线显示的是某人站在力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况.请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况.提示:(1)这种说法不对.①物体的超重、失重与物体的运动方向无关,取决于加速度方向.②加速度向上超重,如向上加速或向下减速;加速度向下失重,如加速下降或减速上升.(2)①人在下蹲过程中,力传感器示数先变小,后变大,再变小的过程,是因为人下蹲先加速向下,失重,再减速向下,超重,当静止时,F=mg;②人在站起过程中,必然经历先加速向上,再减速向上,最后静止的过程.在这个过程中人先超重,再失重,最后受力平衡,故人对传感器的压力先增大,再减小,最后保持不变;③说明:人对支持面压力的变化,不是取决于物体向上运动还是向下运动,而是取决于加速度方向.1.(对超重和失重的理解)关于超重和失重,下列说法中正确的是()A.超重时物体的加速度大于零B.失重时物体的加速度小于零C.完全失重时物体的加速度等于零D.无论超重还是失重,物体的加速度肯定不为零解析:选D.根据超重和失重的运动特征,以及加速度方向(正、负)的物理意义知A、B、C错误,D正确.2.(超重与失重状态的判断)一运动员跳高时的精彩瞬间如图所示,下列说法正确的是()A.运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力B.运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态C.运动员在最高点处于平衡状态D.运动员在下降过程中处于超重状态解析:选 B.运动员起跳时加速上升,则地面对他的支持力大于他所受的重力,A错误;运动员起跳以后在上升过程中加速度向下,处于失重状态,B正确;运动员在最高点受重力作用,不是处于平衡状态,C错误;运动员在下降过程中加速度向下,处于完全失重状态,D错误.3.(超重与失重状态的判断)(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器,其上放一物块,如图甲所示,当电梯运行时,传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙,根据图像分析得出的结论中正确的是()A.从时刻t1到t2,物块处于失重状态B.从时刻t3到t4,物块处于失重状态C.电梯可能开始停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在高楼层D.电梯可能开始停在高楼层,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在低楼层解析:选BC.从F-t图像可以看出,0~t1,F=mg,电梯可能处于静止状态或匀速直线运动状态;t1~t2,F>mg,电梯具有向上的加速度,物块处于超重状态,电梯可能加速向上运动或减速向下运动;t2~t3,F=mg,电梯可能静止或做匀速直线运动;t3~t4,F<mg,电梯具有向下的加速度,物块处于失重状态,电梯可能加速向下或减速向上运动.综上分析可知,B、C正确.4.(超重与失重的综合分析)(多选)质量为50 kg的某同学站在升降机中的磅秤上,某时刻该同学发现,磅秤的示数为40 kg,则在该时刻升降机可能是下列哪种方式运动()A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降解析:选AC.质量为50 kg,这是人的真实质量,发现磅秤的示数是40 kg,说明人是处于失重状态,所以应该有向下的加速度,那么此时的运动可能是向下加速运动,也可能是向上减速运动,所以A、C正确,B、D错误.探究一对超重、失重现象的理解【情景导入】人站在体重计上静止时,体重计的示数就显示了人的体重.人从站立状态到完全蹲下,体重计的示数如何变化?为什么会发生这样的变化?提示:体重计的示数先减小后增大,再减小到重力G.因为人在下蹲的过程中,重心下移,即向下做先加速后减速的运动,加速度的方向先向下后向上,所以人先处于失重状态再处于超重状态,最后处于平衡状态,故体重计的示数先减小后增大,再减小到重力G .1.视重当将物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.2.超重、失重的分析加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a=0F=mg 静止或匀速直线运动超重向上F=m(g+a)>mg向上加速或向下减速失重向下F=m(g-a)<mg向下加速或向上减速完全失重向下a=g F=0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等[特别提醒] 在完全失重状态下,由重力引起的现象将消失.例如:液体的压强、浮力将为零;水银压强计、天平将无法使用;摆钟停摆;弹簧测力计不能测重力等.【例1】(多选)游乐园中,游客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重与失重的感觉.下列描述正确的是()A.当升降机加速上升时,游客处于失重状态B.当升降机减速下降时,游客处于超重状态C.当升降机减速上升时,游客处于失重状态D.当升降机加速下降时,游客处于超重状态[解析]当升降机加速上升或减速下降时,加速度方向向上,由牛顿第二定律可得N-mg=ma,N=mg+ma>mg,乘客处于超重状态,A错误,B正确;当升降机加速下降或减速上升时,加速度方向向下,由牛顿第二定律可得mg-N=ma,N=mg-ma<mg,乘客处于失重状态,C正确,D错误.[答案]BC[针对训练1]在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中,某同学按科目要求所做的四个动作过程如图所示,其中处于超重状态的过程是()解析:选C.静止站立处于平衡状态,A错误;加速下蹲,加速度向下,支持力小于重力,处于失重状态,B错误;加速上升,加速度向上,支持力大于重力,处于超重状态,C正确;离地上升处于完全失重状态,D错误.探究二超重、失重的综合分析与计算解决超重、失重现象中计算问题的基本方法(1)明确研究对象,进行受力分析.(2)判断加速度的方向,并建立合理的坐标轴.(3)应用牛顿第二定律列出方程.(4)代入数据求解,需讨论的进行讨论.【例2】质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取10 m/s2)(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升;(3)升降机以3 m/s2的加速度匀减速上升或匀加速下降.[解析]以人为研究对象受力分析如图所示.(1)匀速上升时a=0,所以N-mg=0N=mg=600 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小,即N′=N=600 N.(2)匀加速上升,a方向向上,取向上为正方向则N-mg=maN=m(g+a)=60×(10+4) N=840 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小,即N′=N=840 N.(3)匀减速上升和匀加速下降,a的方向都是向下的,取向下为正方向,则mg-N=maN=m(g-a)=60×(10-3) N=420 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小,即N′=N=420 N.[答案](1)600 N(2)840 N(3)420 N[针对训练2]在如图所示的装置中,重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上,整个装置被固定在台秤上并保持静止,斜面的倾角为30°.如果物块与斜面间无摩擦,装置稳定以后,当细线被烧断而物块正下滑时,与稳定时比较,台秤的读数()A.增大4 N B.增大3 NC.减小1 N D.不变解析:选C.物块下滑的加速度a=g sin 30°=12g,方向沿斜面向下.此加速度的竖直分量a1=a sin 30°=14g,方向向下,所以物块失重,其视重为F视=G-ma1=34mg=3 N,故台秤的读数减小1 N,C正确.[A级——合格考达标练]1.下列有关超重和失重的说法,正确的是()A.物体处于超重状态时,所受重力增大;处于失重状态时,所受重力为零B.自由落体运动的物体处于完全失重状态C.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机一定处于上升过程D.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机一定处于下降过程解析:选B.当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于它本身的重力时,是超重现象;当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于它本身的重力时,是失重现象.超重和失重时,本身的重力没变,故A错误;自由落体运动的物体加速度为g,方向竖直向下,处于完全失重状态,故B正确;在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,加速度方向向下,运动方向可能向上,也可能向下,故C、D错误.2.如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度竖直上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力解析:选A.由于空气阻力不计,两物体只受重力作用,处于完全失重状态,A对B的压力在上升和下降阶段都为零,故A正确.3.(多选)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上),下列说法正确的是()A.乘客受重力、支持力两个力的作用B.乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用C.乘客处于超重状态D.乘客受到的摩擦力的方向水平向左解析:选BD.减速上坡时,加速度方向沿斜面向下,沿水平和竖直方向分解加速度,可知乘客受水平向左的静摩擦力,B、D正确.4.一质量为m的人站在电梯中,电梯减速下降,加速度大小为13g(g为重力加速度).人对电梯底部的压力大小为()A.13mg B.2mgC.mg D.43mg解析:选D.对人受力分析,人受电梯底部的支持力F和重力mg,根据牛顿第二定律:F-mg=ma,a=13g,得:F=mg+ma=mg+13mg=43mg;根据牛顿第三定律:人对电梯底部的压力大小为:F′=F=43mg,故D正确.[B级——等级考增分练]5.如图所示,电梯的顶部挂一个弹簧测力计,其下端挂了一个质量为5 kg的重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为50 N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为40N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10 N/kg)()A.物体的重力变小了,物体处于失重状态B.电梯一定向下做匀减速运动,加速度大小为2 m/s2C.电梯可能向上做匀减速运动,加速度大小为2 m/s2D.此时电梯运动的加速度方向一定向上解析:选C.某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为40 N,是物体对弹簧测力计的拉力减小了,物体的重力没有发生变化,故A错误;电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为50 N,则物体的重力为50 N.在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为40 N,对重物有mg-F=ma,解得a=2 m/s2,方向竖直向下.则电梯的加速度大小为2 m/s2,方向竖直向下,电梯可能向下做匀加速运动,也可能向上做匀减速运动,故B、D错误,C正确.6.如图甲所示,在一升降机内,一物块放在一台秤上,当升降机静止时,台秤的示数为F2,从启动升降机时开始计时,台秤的示数随时间的变化图线如图乙所示,若取向上为正方向,则升降机运动的v-t图像可能是()解析:选B.在0~t1时间内,台秤的示数小于重力,故处于失重状态,加速度向下,因从启动升降机时开始计时,则升降机可能向下加速,故A、D错误;在t1~t2时间内,台秤的示数等于重力,则升降机向下匀速运动;在t2~t4时间内台秤的示数大于重力,则升降机减速下降,根据图像可知,B正确,C错误.。
高中物理:《超重与失重》教案(必修1)(推荐5篇)

高中物理:《超重与失重》教案(必修1)(推荐5篇)第一篇:高中物理:《超重与失重》教案(必修1)超重与失重【教学目标】(1)知道什么是超重、失重、完全失重现象,并能运用学过的知识解释现象。
(2)培养学生的自学能力、科学语言表达能力、思维能力。
(3)学习阅读材料开阔眼界。
【教学过程】引入:上节课我们学习了牛顿运动定律的简单应用,并总结了运用牛顿第二定律解题的一般方法,F=ma,在确定了研究对象之后要做两个分析:受力分析,运动状态的分析。
然后根据牛顿第二定律列方程求解,今天我们用以上方法分析一些简单的现象。
投影体重计它是用来测体重的,当人站在体重计上不动时,指针就会摆到某一位置,指针所指的示数就是你的体重。
你注意观察过吗?人在体重计上突然下蹲的一瞬间,指针如何摆呢?有同学说指针所指示数要变小,是不是体重变轻了呢?有同学说指针所指示数变大,是不是体重变重了呢?(回答不是)。
指针的摆动又是什么原因呢?今天我们学习第7节,超重与失重。
学习这节内容的方法是,同学们阅读:“超生和失重“的教材在阅读的基础上,议论回答本节课提出的三个问题,从而完成我们这节课的学习任务。
新课投影1、体重计指针所指的示数是哪个力?它和重力的大小有何关系?2、什么叫超重、失重、完全失重?3、物体在超重、失重、完全失重时受的重力有何变化?(在议论的基础上,找同学回答)。
教师:下面我们请一位同学回答第一个问题。
学生:体重计指针所指示数是人对体重计的压力F’。
教师:为什么人在体重计上静止时指针所指示数是人的体重?学生:人对体重计的压力F’和体重计对人的支持力F是作用力和反作用力,大小总是相等的。
人受的重力和支持力是一对平衡力,所以F=G,则F’=F =G。
教师:人受到的支持力F和重力G是否总是大小相等的?学生:不是总相等。
它和人的运动状态有关。
教师:为研究方便,我们把人和体重计设在升降机里,则人随升降机的运动状态可能是A=0的运动即静止或匀速上升,匀速下降;可能是A向上的运动即加速上升或减速下降;可能是A向下运动,即加速下降或减速上升。
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超重和失重
重>实重)。
2.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现象(视重<实重)。
思考讨论:人站在体重计上向下蹲的过程中,为什么体重计的示数会变化呢?
分析:体重计的示数称为视重,反映了人对体重计的压力。
根据牛顿第三定律,人对体重计的压力与体重计对人的支持力F N大小相等,方向相反。
解析:选取人为研究对象。
人体受到重力mg和体重计对人的支持力F N,这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中,先后经历加速、减速和静止三个阶段。
(1)人加速向下运动
设竖直向下方向为坐标轴正方向,如图所示
根据牛顿第二定律,有
mg-F N=ma
F N=m(g-a)<mg
即体重计的示数所反映的视重(力)小于人所受的重力,所以属于失重现象。
α向下视重<重力失重现象
(2)人减速向下运动
如图所示:
加速度方向与运动方向相反,有
mg-F N=-ma
F N=m(g+a)>mg
此时,体重计的示数大于人受到的重力。
所以属于超重现象。
α向上视重>重力超重现象
(3)人静止时,受力分析如图:
根据二力平衡的原理:F N=mg
教师总结:人站在体重计上向下蹲,体重计的示数先变小,后变大,再变小,最后保持不变。
思考与讨论:图线显示的是某人站在力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。
请你分析力传感器上的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。
出示图片:在体重计上的人
参考答案:起立时先超重后失重,F先大于500N,后小于500N;
下蹲时,先失重后超重,F先小于500N,后大于500N;
思考讨论:人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。
那么,如果站在体重计上的人既不蹲下,也不站起,体重计上的示数就不会变吗?
参考答案:站在体重计上的人既不蹲下,也不站起,但如果把体重计放在加速下降或上升的电梯中,体重计上的示数就会变化。
做一做:在电梯地板上放一台体重计。
站在体重计上,观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。
电梯加速上升电梯减速下降
体重计示数变大,属于超重现象。
α向上视重>重力超重现象
电梯加速下降电梯减速上升
体重计示数变小,属于矢重现象。
α向下视重<重力失重现象
电梯匀速运行过程中(a=0):F N=mg
例题:设某人的质量为60kg,站在电梯内的水平地板上,当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时,求人对电梯的压力。
g取9.8m/s2。
分析:人站在电梯内的水平地板上,随电梯上升过程中受到两个力的作用:重力mg 和地板的支持力F N,受力分析如图所示。
解:设竖直向上方向为坐标轴正方向。
根据牛顿第二定律,有
F N-mg=ma
F N=m(g+a)=60×(9.8+0.25)N =603N
根据牛顿第三定律,人对电梯地板的压力F N′为
F N=-F N=-603N
人对电梯的压力大小为603N,方向竖直向下。
这个结果说明
(1)当人与电梯共同向上加速或向下减速运动时,F N>G,人对电梯的压力将大于人所受的重力,出现超重现象。
(2)当人与电梯共同加速下降或减速上升时,F N<G,人对电梯的压力将小于人的重力,出现失重现象。
处理这类问题的一般思路:
有牛顿第二定律得:mg-F N=ma
因为自由下落所以:a=g
代入得:F N=0
根据牛顿第三定律,人对台秤的的压力F N′为:
F N′=-F N=0
台秤的示数是0。
当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)将等于零,这种状态称为完全失重现象。
完全失重时,物体将飘浮在空中,液滴呈球形,气泡在液体中将不会上浮,走路时稍有不慎,将会“上不着天,下不着地”……
出事图片:航天员在天宫二号上展示水球的实验
2.完全失重的状态下所有和重力有关的仪器都无法使用!
出示图片:弹簧秤
弹簧测力计无法测量物体的重力,但仍能测量拉力或压力的大小。
出示图片:天平
无法用天平测量物体的质量
四、发射航天器的超重现象
1.火箭发射
火箭发射时向上的加速度很大,火箭底部所承受的压力要比静止时大得多。
F N>mg
2.载人航天
如果是载人航天,在火箭发射阶段,航天员要承受数倍于自身体重的压力。
只有很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题,才能使火箭成功发射、航天员顺利飞向太空。
F N>mg
课堂练习
1.一个质量为50kg的人,站在竖直向上运动着的升降机地板上。
他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40N,该重物的质量为5kg。
这时人对升降机地板的压力是——————N。
(g取10m/s2)
答案:400
2.下列四个实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()
A.用天平测量物体的质量
B.用弹簧测力计测物体的重力
C.用温度计测太空实验舱内的温度
D.用水银气压计测太空实验舱内气体的压强
答案:C。