《超重与失重》学案

§4.7用牛顿运动定律解决问题──超重与失重（学案）
【教学目标】
（一）知识与技能
1．通过实验理解超重和失重现象，理解产生超重失重现象的条件和实质。

2．能使用牛顿第二、三定律定量分析超重与失重现象。

1．经过探究实验发现超重失重现象，通过引导、小组讨论、再实验寻找超重失重现象的运动学特征。

2．用科学方法探究发生超重失重现象的条件及实质。

（三）情感、态度与价值观
1．通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。

2．培养学生科学探究水平，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

【教学重难点】
1．发生超重、失重现象的条件及实质．
2．能使用牛顿第二、三定律定量分析超重与失重现象。

【教学仪器】
1．学生所需器材（两人一组）：弹簧秤、砝码。

2．教师所需器材：弹簧秤、砝码、塑料瓶、多媒体投影仪。

【教学过程】
新课教学:
探究之一：（实验）
请用给定器材（弹簧秤、砝码），通过实验，得到砝码的重力大小。

问题：1．你看到的弹簧秤的读数（直接）表示的是下列哪个力？
A．物体的重力 B．弹簧秤对物体的拉力 C．物体对弹簧秤的拉力 D．手对弹簧秤的拉力
2．请学生讨论后回答：你们在测量时要注意什么问题？为什么说你们看到的读数就等于物体的重力？
（弹簧秤测量物体重力的原理）
小结：当物体处于或运动时，弹簧秤的读数（物体对悬挂物的拉力）就物体的重力。

探究之二：（实验）
请同学们用刚才的实验器材“玩一玩”（手要上下运动），看一看弹簧秤的读数相比与刚才重力的读数有什么变化。

问题：1．我们生活中的“老经验”通常认为读数就是“重力’，就好像“重力”怎么变化？ （得出超重、失重的定义）
2．物体的重力实际上会变化吗？
3．再回忆我们刚才学过的弹簧秤读数表示的是什么力？（得出超重、失重的实质）
小结：1.我们把弹簧秤的读数 物体的重力的现象，叫做物体的 现象；而把弹簧秤的读数 物体的重力的现象，叫做物体的 现象。

2.物体超重与失重时其本身的重力 。

3.超重的实质是物体对悬挂物的拉力（弹簧秤的读数） 物体所受重力。

失重的实质则与之 。

探究之三：（理论）
请你们尝试用牛顿第二定律解释物体的超重现象
小结：超重（F mg ma ，；F mg ma ， 拉力 重力）──加速度向
探究之四：（理论）
物体的超重现象，加速度向上，那么速度的方向有几种情况呢？这几种情况物体是加速还是减速呢？
小结：超重──加速度向
探究之五：（实验） 刚才通过理论推导我们知道超重有两种情况，请同学们通过实验，来验证超重的这两种情况。

请同学们想办法使弹簧秤的读数大于物体的重力。

请一、二组同学让物体下降，三、四组同学让物体上升，仔细实验，观察弹簧秤的读数大于物体的重力发生在运动的哪个阶段。

（注意：不管上升还是下降，都是让物体从静止到运动再到静止）
F a
G
向上 向下
小结：弹簧秤的读数大于物体的重力（超重）
探究之六：（理论、实验） 重复探究二到五，研究失重相关问题并得出结论
小结：失重（F mg ma ，F mg ma ， 拉力 重力）──加速度向
探究之七：（理论、实验）
同学们之前研究了失重现象。

我们把弹簧秤的读数小于物体的重力的现象，叫做物体的失重现象。

那么大家思考一下，如果弹簧秤的读数变成了零，就好像“重力”怎么样了？此时重力变化吗？物体对悬挂物的拉力为多少？请同学们们尝试用牛顿第二定律解释物体的完全失重现象？
小结：物体对悬挂物的拉力等于 ,这种状态称为完全失重现象。

此时物体的加速度为 。

演示实验：完全失重现象
将四周戳有小孔的塑料瓶装满水，让它从高处自由下落，演示水的完全失重现象。

1、水喷出来的原因是什么？
2、水不喷出是因为水失去重力了吗？
分析：当杯子自由下落时，杯中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。

但杯子中水的重力仍然存有。

总结：
超重──加速度 （F-mg=ma ，F=mg+ma ， 拉力或支持力 重力）
失重──加速度 （mg-F=ma ，F=mg-ma ， 拉力或支持力 重力）
完全失重──加速度为 （mg-F=mg ，F=0，拉力或支持力等于 ）
练习： { 上升的 阶段――向上 下降的 阶段――向下
{
向上
向下
1．某人站在台秤的底板上，当他下蹲的过程中（试一试）
A．由于台秤的读数等于人的重力，此人下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的读数也不变
B．此人下蹲的过程中，台秤的底板既受到人的重力，又受到人的下蹲力，所以台秤的读数将增大C．台秤的读数先增大后减小
D．台秤的读数先减小后增大
2．问：电梯以0.5m/s2 的加速度加速下降，电梯中的人处于状态；人在电梯中有时感到电梯地板对人的脚底压力加大这是现象，这时电梯是在向上做运动或者是向下做运动；乘电梯上楼时，有时因为进入的人太多使电梯发出超载的警报声，这是超重现象吗？但有时正常关上门后，（老式）电梯起步时也会发出超载的警报声，这是什么现象，为什么？这种现象还可能发生在什么时候？。