超重和失重 讲义-高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课题：4.6超重与失重教学目的要求：1.知道测量重力的两种方法。2.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。3.掌握处理滑块与滑板模型问题。教学重点：测量重力的方法，会判断超重、失重，滑块与滑板模型问题教学难点：测量重力的方法，会判断超重、失重，滑块与滑板模型问题教学过程教师活动学生活动【课前回顾】1.运动学公式默写2.力学知识点默写：牛顿三大定律3.国际单位制中的基本单位：名称和符号默写4.动力学问题解决办法5.作业问题解答提问旧知默写分析解答默写订正笔记教学过程教师活动学生活动【导入】站在体重秤上，向下蹲的过程中，体重计的示数怎么变化——先变小，后变大，又变小。所以我们应该保持什么状态，才能得到稳定的体重数值呢？——静止状态你们知道原因是什么吗？【新授】重力的测量在地球表面附近，物体由于地球的吸引而受到重力。所以，测量重力常用两种方法。方法一：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，即可得G＝mg。方法二（最常用）：将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态根据力的平衡条件，可得重力等于测力计的示数（视重），即G＝F。例：弹簧测力计测量重力时其示数一定等于物体的重力大小。(×)——静止状态超重和失重重力与视重重力：物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。视重：当物体竖直悬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。人在体重计上向下蹲的过程中，先后经历了哪些阶段呢？——加速→减速→静止引导思考提问重点讲解板书提问知识讲解思考回答记录笔记回答问题阅读P101教学过程教师活动学生活动人先是加速下降，有向下的加速度F合=mg-FN=ma→FN=m(g-a)<mg此时人对体重计的压力小于重力后是减速下降，有向上的加速度F合=mg-FN=-ma→FN=m(g+a)>mg此时人对体重计的压力大于重力蹲下不动时：mg=FN人对体重计的压力等于重力（二）超重现象与失重现象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（FN=0）。②产生条件：a＝g，方向竖直向下。3．超重和失重的理解(1)当视重与物体的重力不同时，即发生了超重或失重现象。板书概念讲解重点讲解板书听讲思考笔记批注记录笔记教学过程教师活动学生活动(2)超重、失重现象与物体的运动方向（即速度）无关，当物体具有向上的加速度时，无论物体向什么方向运动，均出现超重现象，反之则出现失重现象．因此，判断出现超、失重的依据是看加速度的方向。(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如液体对器壁没有压强、浸在水中的物体不受浮力等。工作原理与重力有关的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等。4.超重、失重的比较特征状态加速度视重(F)与重力关系运动情况受力示意图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重向上由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg向上加速或向下减速失重向下由mg－F＝ma得F＝m(g－a)<mg向下加速或向上减速完全失重a＝g由mg－F＝ma得F＝0自由落体，抛体，正常运行的卫星等5.判断超重、失重状态的方法（1）从受力：F拉/FN~G（2）从加速度：向上的加速度~超重状态，向下的加速度~失重状态，向下的加速度为g时~完全失重状态。6.从动力学看自由落体运动（1）条件：①v0＝0；②只受重力作用，a＝g。（2）运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。（3）规律：v＝gt，h＝eq\f(1,2)gt2，v2－v02＝2gh。要点说明重点强调板书知识小结记录笔记听讲思考记录笔记教学过程教师活动学生活动7.超重和失重现象的应用实质上就是牛顿第二定律的应用，解题的一般思路：分析物体运动的加速度方向；判断物体处于超重状态还是失重状态；对物体进行受力分析；利用牛顿第二定律分析和求解。三、例题及应用例题讲解1.P103例题解析2.P103-104【思考与讨论】实战应用1.在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。下楼时，在电梯里，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。（1）电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于什么状态？——竖直向上，超重（2）电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？——竖直向下，失重（3）若电梯下降启动的瞬间或到达楼底前减速运动时，人处于超重还是失重状态？——向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。四、滑块与滑板模型1.模型概述：一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动，两者之间有相对运动，可能发生同向相对滑动或反向相对滑动。问题涉及两物体的运动时间、速度、加速度、位移等各量的关系。2.解题方法：例题引导分析提问提问点评解答要点强调引导思考分析分析讲解听讲思考回答P103[做一做]笔记批注教学过程教师活动学生活动（1）分别隔离两物体，准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)。（2）找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。（3）求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。3.三个基本关系加速度关系滑块与滑板保持相对静止，可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度如果滑块与滑板之间发生相对运动，应采用“隔离法”分别求出滑块与滑板运动的加速度。应注意发掘滑块与滑板是否发生相对运动等隐含条件速度关系滑块与滑板保持相对静止时，二者速度相同，分析清楚此时的摩擦力作用情况滑块与滑板之间发生相对运动时，二者速度不相同，明确滑块与滑板的速度关系，从而确定滑块与滑板受到的摩擦力情况。应注意摩擦力发生突变的情况位移关系滑块和滑板向同一方向运动时，它们的相对滑行距离等于它们的位移之差滑块和滑板向相反方向运动时，它们的相对滑行距离等于它们的位移之和【总结】【作业】作业本：P100第