超重和失重教案

超重和失重教案第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五目录1、复习２、导入新课３、新课教学４、巩固练习５、内容总结

6、作业与思考第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五复习：同一直线上几个力的合成牛顿第二定律牛顿第三定律第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五电梯里的怪现象动画第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五§3.7超重和失重第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五平衡时F′G1、弹簧秤挂一重物G保持静止时，2、弹簧秤和物体一起加速上升时,3、弹簧秤和物体一起加速下降时,F′GaaF′G实验研究弹簧秤示数F′=G弹簧秤示数大于物体的重力，即：F′>G弹簧秤示数小于物体的重力，即：

F′<G第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五aF′F（一）超重现象

设重物的质量为m，弹簧秤和重物以加速度α上升时，重物受力如图：F合=F-G=mα故：F=G+mα>G由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=F>G总结：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。mgFmgF′理论分析α第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五（二）失重现象

设重物的质量为m，弹簧秤和重物有以加速度α下降时，重物受力如图：F合=G-F=mα故：F=G-mα<G由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=F<G总结：物体对悬挂物的拉力（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。F′aFmgFmgα返回第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五减速上升F支<G失重减速下降F支>G超重加速下降F支<G失重加速上升F支>G超重

总结：物体具有向上的加速度（即加速上升或减速下降）时，它就处于超重状态；物体具有向下的加速度（即减速上升或加速下降）时，它就处于失重状态。mvαmvαmvαmvNG小结NGGNαGN第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五完全失重

当重物向下的加速度α=ɡ时，F合=mɡ-0

该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。返回第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！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。无法用天平测量物体的质量第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五介绍太空生活演示实验：演示完全失重现象第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五介绍太空生活太空是个充满魅力的神奇世界，在太空的生活更是个充满魅力、令人好奇的神奇话题。太空环境与地球环境大不相同，那里没有空气，没有重力，充满危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内，有足够的空气供你呼吸，良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空辐射，只是“失重”会给生活带来一些麻烦如果用地球上的方式去太空生活，那肯定会闹出很多大笑话。比如吃饭，你端着一碗米饭，那饭会一粒粒飘满你的座舱，你张着嘴可能一粒也吃不着；而你闭上嘴时，饭粒却可能飘进你的鼻孔呛你个半死。你想躺在床上睡个舒服觉，可是你会发现太空中找不到上下的界限，“躺”和“站”几乎没有什么区别……第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五那么宇航员们是如何在太空中吃饭与睡眠的呢？宇航员的食物丰富多彩，从最初的十几种已经发展到了100多种。宇航员每天一般吃4顿饭，一周之内的食谱不重复。有人以为宇航员的食品都是做成牙膏状的挤着吃，肯定很乏味，其实这是早期宇航员的状况，现在早已今非昔比了。宇航员可以在太空中吃到香肠馅饼、辣味烤鱼、土豆烧牛肉、奶油面包、豆豉肉汤、金枪鱼沙拉、饼干、巧克力、酸奶、果脯、果汁等各种各样的佳肴，美国宇航员甚至可以喝到他们爱喝的可口可乐。不过，宇航员吃饭并不能随心所欲。他们必须按地面营养师为他们配制好的食谱用餐。美国航天飞机上的宇航员吃饭时，先把标有第几天第几顿字样的塑料袋从食品柜中取出。每个塑料袋里装有7种食品，供一名宇航员食用。太空食品均为脱水食品，临吃前可把食物放入一个碗形的容器中，再用注射器将一定数量的水注进容器，然后再放进烤箱里加热。一顿饭不超过半小时就可以“做”好。第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五

非同一般的吃饭动作太空餐桌是特制的。它具有磁性，能吸住刀、叉、勺、碗、盘等餐具，桌上装有水冷却器和加热器。吃饭时，宇航员必须先把脚固定在地板上，把身体固定在座椅上，以免飘动。面对摆在餐桌上的饭菜，你千万不要着急，一定要注意端碗、夹饭、张嘴、咀嚼一连串动作的协调。端碗要轻柔，动作太猛，饭会从碗里飘出去；夹饭、夹菜要果断，夹就要夹准、夹住，最好不要在碗里乱拨拉，以免饭菜飘走，使用叉子效果最好；饭菜夹住后，张嘴要快，闭嘴也要快，因为即使是放到嘴里的食物，不闭嘴它也会“飞”走；咀嚼时节奏要放慢，细嚼慢咽利于消化，还可以减少体内废气的产生和排泄，避免宇航员生活环境的污染。有些人最喜欢在吃饭时聊天神侃，而在太空吃饭最忌讳的就是边吃边说。边吃边说会使嘴里嚼碎的食物碎末飞出嘴外，飘在餐厅或生活舱里，宇航员稍不注意吸进鼻腔就容易呛到肺里发生危险。第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五奇异睡姿睡姿奇异，是说宇航员在太空失重环境中找不到“躺”的感觉。在地球重力环境，人们习惯于把地心引力的方向定为“下”，把“天”的方向定为“上”，也就是人们常说的“脚踩大地，头顶蓝天”。可是到了失重的环境里，人们失去了“上”“下”的参照坐标，脚踩不到地，四周全是天，你根本分不清上、下，因此，睡觉也就没有了“平躺”一说。由于无论站着、躺着，还是趴着都可以入睡，所以宇航员睡觉可以飘在太空舱里睡，挂在墙上睡，绑在床上睡，也可以吊在梁上睡，靠在桌边睡。不过大多数宇航员不习惯飘荡着睡。一旦从飘浮睡眠中醒来，他们会产生一种掉进万丈深渊的感觉。为了获得安全感，宇航员一般睡在固定的床上或固定在墙壁上的睡袋里，睡袋拉紧后能给人体施加一定的压力，使人消除那种飘飘欲坠的恐慌感。第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五千万别把手脚伸出被外

有人睡觉习惯把手或腿放在被子外面。这在地面上看来是很正常的现象，可是在太空环境里，却是很危险的。太空失重，睡眠中人的四肢会不受躯干支配而四处飘动。一名前苏联宇航员有一次把手臂放在睡袋外睡觉，醒来后突然发现有两只大手向他脸上飘来，吓了他一大跳。原来这飘动的两只大手正是他自己的手。吓一跳还是小事，如果宇航员睡着后，失控的“自由”之手、“自由”之脚万一无意中碰到了什么开关、什么仪器，那太空舱的安全、宇航员的生命岂不成了大问题？所以，在太空中睡觉，千万注意把手、脚放进睡袋里。第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五

例1：一个质量为70kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（取g=10m/s2

）

说明：从上面的实验和例题可以看出，不论物体是向上运动还是向下运动，只要加速度方向竖直向上，就必然产生超重现象。如果电梯匀速运动或静止时人对电梯地板压力又是多大？第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五练习2、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为G，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（）

A、先大于G，后小于GB、先小于G，后大于GC、大于GD、小于G过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度增加，具有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。B人在站起过程，情况又是怎样？思考第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五练习3、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此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BC分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速或向下加速第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五1、超重和失重是一种物理现象。2、物体是超重还是失重是由α的方向来判定的，与v方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规律α

向上F>G超重状态α

向下F<G失重状态本节内容总结问题处理的一般思路：1、确定研究对象；2、对研究对象进行受力分析,确定加速度的方向；3、列出方程或方程组；4、求解方程，并对结果做必要说明。第二十三页