1、南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平14.7 用牛顿定律解决问题（二）【教学目标】1知道什么是超重与失重；知道产生超重与失重的条件2了解生活实际中超重和失重现象，理解超重和失重的实质 3了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用 4会用牛顿第二定律求解超重和失重问题5渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题【教学重难点】1发生超重、失重现象的条件及本质2超重、失重现象的本质【教具准备】体重计、装满水的塑料瓶等【课时安排】1 课时【教学设计】课前预习【预学内容】1物体具有竖直 的加速度时物体对支持物的压力
2、(或对悬挂物的拉力) 大于物体所受重力？与物体的运动方向有没关系？ 2物体具有竖直 的加速度时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？与物体的运动方向有没关系？ 3物体的加速度等于 时物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 为零？与物体的运动方向有没关系？ 4超重和失重是指物体的实际重力变大和变小的现象，对吗？判断超重和失重的关键是什么？【预学疑难】课堂互动【新课导入】同学们上节课我们研究了应用牛顿定律解决动力学问题，这节课我们一起研究一下在竖直方向上物体的受力情况和运动情况的关系及其现象.【新课教学】(学生实验)一位同学甲站在体重计上静止，另一位同学说出体重计的示数注意观察
3、接下来的南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平2实验现象学生活动：观察实验现象，分析原因师：甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化?怎样变化?生：体重计的示数发生了变化，示数变小了师：甲突然站起时，体重计的示数是否变化?怎样变化?生：体重计的示数发生了变化，示数变大师：当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢?生：这是因为当人静止在体重计上时，人处于受力平衡状态，重力和体重计对人的支持力相等，而实际上体重计测量的是人对体重计的压力，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，运动状态发
4、生了变化，也就是说产生了加速度，此时人受力不再平衡，压力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化这位同学分析得非常好，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，当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小大家再看这样一个问题：【典例导学】例 1（1）人站在电梯中，人的质量为 m如果当电梯以加速度 a 加速上升时，人对地板的压力为多大?学生思考解答生 1：选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到两个力的作用，分别是人的重力和电梯地板对人的支持力由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出地板对人的支持力就可
5、以求出人对地板的压力生 2：取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力 F、重力 G、质量 m、加速度a 的方程 FG= ma，由此可得：FG+ mam(g+a) 人对地板的压力 F 与地板对人的支持力大小相等，即 Fm (g+a)由于 m(g+a)mg，所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力大【交流提升】我们把物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于物体受到的重力的现象称为超重现象那么物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?生：物体的加速度方向向上师：当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态是怎样的?生：应该是加速上升师：大家看这样一个问题：（2）人以加速度 a 减速下降，这时
6、人对地板的压力又是多大?学生讨论回答生 1：此时人对地板的压力也是大于重力的，压力大小是：Fm( g+a)生 2：加速度向上时物体的运动状态分为两种情况，即加速向上运动或减速向下师：大家再看这样几个问题：例 2、 （1）人以加速度 a 加速向下运动，这时人对地板的压力多大?南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平3（2）人随电梯以加速度 a 减速上升，人对地板的压力为多大?（3）人随电梯向下的加速度 ag，这时人对地板的压力又是多大?师：这几种情况物体对地板的压力与物体的重力相比较哪一个大?生：应该是物体的重力大于物体对地板的压力师：结合超重的定义方法，这一种现象
7、应该称为什么现象?定义如何？ 生：应该称为失重现象当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重师：产生这一现象的原因？生：产生原因是物体具有竖直向下的加速度即物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象师：根据以上研究指出什么是完全失重现象？完全失重产生的原因又是什么呢？生：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力 )等于零的情况叫完全失重现象原因是完全失重状态下物体的加速度等于重力加速度 g即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用.师：发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化? 判断超重和失重现象的关键是什么？生：没有发生变化，只是物体的视重发生了变化判断超重和失重
8、现象的关键是分析物体的加速度.师：为了加深同学们对完全失重的理解，我们看下面一下实验，仔细观察实验现象演示实验：取一装满水的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一小孔，让其做自由落体运动生：观察到的现象是水并不从小孔中喷出，原因是水受到的重力完全用来提供水做自由落体运动的加速度了师：现在大家就可以解释人站在台秤上，突然下蹲和站起时出现的现象了 【课堂小结】本节课是牛顿运动定律的具体应用，就是物体在竖直方向上做变速运动时超重和失重现象对于这两种现象，我们应该注意以下几个问题：物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增大了或减小了(甚至消失了)，地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化即使是
9、完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小超(失)重现象是指物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于( 小于)重力的现象“超重“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向【板书设计】1超重现象（1）定义（力学特征）：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叫超重现象.（2）产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向上的加速度即物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象.南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平42失重现象（1）定义（力学特征）：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失重
10、现象.（2）产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向下的加速度即物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象3完全失重现象失重的特殊情况（1）定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于零的情况（即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用） （2）产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用4.注意（1）超重和失重的实质：物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力 G=mg 始终存在，且大小方向不随运动状态变化而变化只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大变小（2）判断超重和失重现象的关键，是分析物体的加速度【随
11、堂训练】1某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中( )A由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变B此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大C台秤的示数先增大后减小 D台秤的示数先减小后增大2在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是( )A.读数偏大，表明装置加速上升 B读数偏小，表明装置减速下降C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D读数准确，表明装置匀速上升或下降3试在右图中分别讨论当 GAGB和 GAGB时弹簧称的示数
12、与 GA的关系并将相应现象填入表中空白处超重和失重现象的运动学特征v 的方向 v 的方向 a 的方向 视重 F 与 G 的大小关系 现象 FG A FG A a=g F=04回答下列问题：南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平5（1）手提弹簧秤突然上升一段距离的过程中，有无超重和失重现象？（2）人突然站立、下蹲的过程中有无超、失重现象?（3）已调平衡的天平，在竖直方向变速运动的电梯中平衡是否会被破坏?（4）两个木块叠放在一起，竖直向上抛出以后的飞行过程中， 若不计空气阻力，它们之间是否存在相互作用的弹力?为什么?（5）完全失重时，能否用弹簧秤测量力的大小?课后提
13、升1下列四种运动中，属于失重现象的是 （ ）A.加速上升 B.加速下降 C.减速上升 D.减速下降2木箱中有一个 l0kg 的物体，钢绳吊着木箱向上作初速度为零的匀加速直线运动，加速度是 0.5g，至第 3s 末，钢绳突然断裂，那么，4.5s 末物体对木箱的压力是( )A.100N B0 C150N D5N3电梯内弹簧秤上挂有一个质量为 5kg 的物体，电梯在运动时，弹簧秤的示数为39.2N，若弹簧秤示数突然变为 58.8N，则可以肯定的是( )A电梯速率突然增加 B电梯速率突然减小C电梯突然改变运动方向 D电梯加速度突然增加E电梯加速度突然减少 F电梯突然改变加速度方向4一个质量为 50kg
14、 的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为 40N已知弹簧秤下挂着的物体的重力为 50N，取 g=l0ms 2，则人对地板的压力为( )A大于 500N B小于 500NC等于 500N D上述说法均不对5在饮料瓶的下方戳一个小孔，瓶中灌足够的水，手持饮料瓶，小孔中有水流出现让有水的饮料瓶做竖直上抛运动，运动时小孔始终朝下，下列现象符合事实的是 （ ）A只有在上升过程中有水流出 B只有在下降过程中有水流出C在上升和下降过程中都有水流出 D在上升和下降过程中都没有水流出6原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体 A 静止在地板上，如图
15、所示现发现物体 A 突然被弹簧拉向右方由此可判断，此时升降机的运动可能是( )A加速上升 B减速上升C加速下降 D减速下降南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平67体重 500N 的人站在电梯内，电梯下降时 v-t 图像如图所示在下列几段时间内，人对电梯地板的压力分别为多大?(g=10ms2)l2s 内，N 1=_N 58s 内，N 2=_N1012s 内，N 3=_N8一台起重机的钢丝绳可承受 1.4104kg 的拉力，现用它来吊重 1.0102kg 的货物若使货物以 1.0ms 2 加速度上升，钢丝绳是否会断裂 ?9某人在地面上最多能举起质量为 60kg 的
16、物体，在一加速下降的电梯里最多能举起质量为 80kg 的物体，则电梯的加速度多大？如果电梯以这个加速度匀加速上升，这个人在电梯内最多能举起质量多大的物体(取 g=l0ms 2)？10一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重一个可乘十多人的环形坐舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让坐舱自由落下落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下已知坐舱开始下落时的高度为 76m，当落到离地面 28m的位置时开始制动，坐舱运减速到地面若坐舱中某人用手托着重 50N 的铅球，当坐舱落到离地面 50m 的位置时，手的感觉如何？当坐舱落到离地面 15m 的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？教学反思南莫中学高一物理导学案 策划：高一物理备课组 校对：杨传龙 审核：徐平7参考答案4.7 用牛顿定律解决问题（二）课前预学1向上、没有 2向下、没有 3重力加速度、没有4不对，实际重力没有变化。判断超重和失重的关键是看加速度的方向。课内互动【典例导学】例 1.(1)m(g+a) (2)m(g+a) 例 2. (1)m(g-a) (2)m(g-a) (3)0【随堂训练】1D 2.C 3略 4.略课后提升1.BC 2.B 3.F 4.A 5.D 6.BC 7.400N 500N 550N 8.不会 9. 2.5m/s2 10.没感觉 136N
