超重和失重教案
超重和失重教案
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
(一)引入新课
看录像片《航天飞机上的失重现象》《失重物体的运动》。
提问:刚才所看到的录像片是在什么地方发生的?它向我们展示了一种什么现象?
这里给我们展示了失重现象,是在航天飞机中发生的。航天飞机在起飞中产生了超重现象,在太空中又产生了失重现象。超重和失重是怎么产生的呢?这就是我们这节课研究的内容。
(二)教学过程设计
板书:十、超重和失重
我们先来研究一下超重现象。
板书:1.超重现象
实验:介绍装置,架子上有两个滑轮,两边挂有重物。我们取左边的重物加以研究,重物静止时,弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力,物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。放手后物体做向上的加速运动,我们再观察弹簧秤示数的变化。
提问:看到了什么现象?弹簧秤的示数增大,物体对绳的拉力增大。
以上实验可以用更简单的装置来完成,只不过观察时的效果稍差一些。弹簧秤下挂一重物,物体静止时,弹簧秤的示数等于物体所受的重力。当物体向上做加速运动时,弹簧秤的示数大于物体所受的重力,物体对绳的拉力大于物重。
学生小实验:细线拉重锤(绣花线、打点计时器用重锤)。线系在重锤上,缓慢拉起,再让重锤做向上的加速运动,线断。
分析原因:取物体为研究对象,T-G=ma,T-mg=ma,弹簧秤的拉力为
T=mg+ma=m(g+a)
讨论:(1)物体做向上的加速运动时,弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力,T>mg,物体对弹簧的拉力大于物重。
举例:起重机在吊起重物时,有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么原因?
(2)学生列举生活中的感受:电梯向上起动时,电梯对人的支持力大于静止时的支持力,同样人对电梯的压力也大于物重;电梯下降刹车时也一样。只要物体的加速度方向是向上的,就会产生以上现象。
提问:在电梯中放一弹簧测力秤,人站在上面。当电梯向上加速度运动时秤的示数怎样变化?
(3)整理公式:T=m(g+a)=mg′,g′叫做等效重力加速度,g′>g。站在电梯里的人在电梯向上加速或向下减速时,人对电梯的压力大于人的重力,好像是重力加速度g增大了。火箭起飞时有很大的向上的加速度,内部发生的是超重现象。
当物体存在向上的加速度时,它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物重的现象叫做超重现象。
发生超重现象时,物重并没有变化。
