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文檔簡介
1、超重和失重一、素質(zhì)教育目標(一)知識教學(xué)點1掌握超重、失重現(xiàn)象及其實質(zhì)2用牛頓第二定律解釋超重和失重的原因(二)能力滲透點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律分析,解決實際問題的能力(三)德育滲透點知識是力量的源泉,知識是能力的基礎(chǔ)的辯證唯物主義思想的滲透(四)美育滲透點通過本節(jié)教學(xué),使學(xué)生在推理中了解現(xiàn)象的本質(zhì),體驗自然規(guī)律的邏輯美二、學(xué)法引導(dǎo)1運用討論式引人超失重現(xiàn)象,引起學(xué)生思考2利用演示實驗,結(jié)合牛頓第二定律討論原因3師生討論視重與重力的辯證關(guān)系三、重點·難點·疑點及解決辦法1重點超重和失重的實質(zhì)不是物體重力發(fā)生了變化,而是物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Πl(fā)生了變化2難點示重
2、,視重與實重的概念及區(qū)別3疑點超重和失重在生產(chǎn)生活中有什么用途?4解決辦法在實驗基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析,思考,用事實說話(如彈簧秤提一物加速上升,學(xué)生根據(jù)實物本身未變化,地球?qū)ζ湟Σ蛔兊氖聦嵖芍?,超重并不是物體重力發(fā)生變化),使學(xué)生掌握超重和失重的本質(zhì)及現(xiàn)象。四、課時安排1課時五、教具學(xué)具準備多媒體投影儀彈簧秤、鉤碼、重錘、非常細的線、鐵架臺六、師生互動活動設(shè)計1教師結(jié)合學(xué)生的實際體驗介紹有關(guān)超失重現(xiàn)象引入課題2師生共同以實驗的方法來驗證,并以討論的形式結(jié)合牛頓第二定律來從理論上闡述3通過練習(xí)來辨析視重與重力的關(guān)系,鞏固知識七、教學(xué)步驟(一)明確目標用牛頓第二定律解釋超重與失重原因(二)整體感
3、知當(dāng)懸掛物拉著物體加速向上時,由于向上的加速度,懸掛物對物體的作用力大于重力,據(jù)牛頓第三定律,物體對懸掛物拉力大于重力出現(xiàn)超重現(xiàn)象當(dāng)懸掛物拉著物體向下加速時懸掛物拉力小于物體重力,由牛頓第三定律,物體對懸掛物的拉力小于物體重力,出現(xiàn)失重現(xiàn)象,可見,超重與失重,是物體對懸掛物(或支持物)的拉力(或壓力)增大或減小,而不是物體重力發(fā)生了變化(三)重點、難點的學(xué)習(xí)及目標完成過程自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來,人們經(jīng)常談到超重和失重,究竟什么是超重和失重呢?今天我們來研究這個問題1超重現(xiàn)象實驗1將圖320所示裝置放到桌上,用多媒體投影儀放大彈簧秤讀數(shù)裝置左邊為彈簧秤和彈簧秤下掛一鉤碼,右邊為一
4、重錘用手抓住重錘,使整個裝置處于靜止狀態(tài),請學(xué)生觀察屏幕上彈簧秤的讀數(shù)并記錄下來將抓住重錘的手放開,與此同時請學(xué)生觀察屏幕上彈簧秤示數(shù)比較兩次讀數(shù),發(fā)現(xiàn)后者彈簧秤示數(shù)比前者大,為什么呢?當(dāng)用手握住重錘時,物體處于靜止狀態(tài)(平衡狀態(tài))此時彈簧秤示數(shù)應(yīng)等于鉤碼的重力,也就是鉤碼對彈簧秤的拉力等于鉤碼自身重力當(dāng)放開握重錘的手時,在重錘作用下,彈簧秤與鉤碼加速上升,設(shè)加速度為a,以鉤碼為研究對象,據(jù)牛頓第二定律mg可知Fmgma Fmgmamg 圖320由分析可知,當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時,彈簧秤對物體的拉力大于物體的重力,根據(jù)牛頓第三定律,物體對彈簧秤的拉力大于物體的重力(平衡時物體對彈簧秤拉力
5、等于物體重力)結(jié)論:當(dāng)物體存在向上的加速度時,它對懸掛物的拉力大于物體的重力,這種現(xiàn)象稱為超重學(xué)生活動學(xué)生思考并回答:若將一稱體重的體重計放在加速上升的升降機上,你所看到的讀數(shù)與體重比較是增大了?還是相等?還是減少?請同學(xué)用一根細線拴住重錘緩慢上提細線不斷,若同學(xué)們迅速通過細線將重物上提,細線則被拉斷這個實驗證明了什么?上述三個實驗現(xiàn)象中,重錘或鉤碼或人的質(zhì)量變了嗎?重力變了嗎?(回答均未變)所以,發(fā)生超重現(xiàn)象時,是物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫υ龃罅?,物體自身重量沒有發(fā)生變化2失重現(xiàn)象實驗:如321裝置鐵架臺左邊是彈簧秤下掛的重錘,右邊為鉤碼,仍請同學(xué)觀察屏幕上彈簧秤讀數(shù)并記下先用手抓住
6、鉤碼,使整個裝置平衡,請同學(xué)觀察彈簧秤讀數(shù)并記錄下來迅速放開抓住鉤碼的手,重錘加速下降,與此同時,請同學(xué)觀察屏幕上彈簧秤示數(shù),并記錄下來結(jié)論是第二次彈簧秤示數(shù)小于第一次彈簧秤示數(shù)什么原因造成的呢,我們來分析當(dāng)用手握住鉤碼,整個裝置平衡,彈簧秤示數(shù)應(yīng)等于重錘的重力, 圖321或者說重錘對彈簧秤的拉力等于重錘的重力當(dāng)放開握鉤碼的手時,重錘加速下降,由牛頓第二定律:mgFma Fmgmamg可見,當(dāng)物體有豎直向下的加速度時,物體對懸掛物的拉力小于物體的重力,這種現(xiàn)象稱為失重失重時,物體自身重力不變化討論:(1)當(dāng)電梯里放有一臺體重計,人站在電梯里的體重計上,電梯靜止時,體重計讀數(shù)與人體重比較應(yīng)如何,
7、當(dāng)電梯加速下降時呢?(2)若電梯下降的加速度為g,體重計示數(shù)為多少?(這種現(xiàn)象稱完全失重)3示重、視重與實重上面所說彈簧稱的讀數(shù),體重計的讀數(shù),習(xí)慣上稱為示重或視重,而物體受地球引力產(chǎn)生的重力為實重(四)總結(jié)、擴展物體具有豎直向上的加速度時,物體就超重;物體具有豎直向下的加速度時,物體就失重,若向下的加速度為g,則稱為完全失重超重與失重的實質(zhì)是物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫υ龃蠡驕p小了,而物體自身重力并未發(fā)生改變超重與失重在生活中常見,為減輕橋梁所受壓力,橋一般造成凸型,使汽車過橋時有一個向下的加速度而使橋梁所受壓力減輕,如圖322所示當(dāng)車經(jīng)過凹陷的路面時,由于有豎直向上的加速度而出現(xiàn)超重
8、現(xiàn)象,往往使車輪胎由于壓力大而爆破。 圖322在宇宙飛船上,由于失重現(xiàn)象,食品主要是流體,象棋需磁性棋子等背景知識與課外閱讀余弦定理在運動學(xué)問題中的應(yīng)用圖323甲如圖323(甲)所示,一輪子在地面上做純滾動運動時,輪子的軸心O的速度恒為,輪邊緣上一點A,相對輪心的位置可用角表示,當(dāng)A點與地(點C)重合時0°,試求A點轉(zhuǎn)到任意角度時,相對地面的速度大小解析:設(shè)輪子半徑為R,當(dāng)點A轉(zhuǎn)到角位置時,輪子的轉(zhuǎn)動角速度點A相對O點的速度為v,其大小為R,方向與A點處的半徑垂直,如圖323(乙)所示設(shè)A點相對地面的速度為vA,由余弦定律得:圖323乙 對于輪子的觸地點,其速度為零,這是輪子軸心的速
9、度與點相對輪心轉(zhuǎn)動的速度R疊加的結(jié)果,即R0,所以R,代入的表達式得,故輪緣點A相對地面速度大小為2sin隨堂練習(xí)1一個彈簧秤最多能掛上60kg的物體,在以5m加速下降的電梯里,則它最多能掛上_kg物體,如果在電梯內(nèi)彈簧秤最多能掛上40kg物體,此刻電梯在作_運動加速度值為_m(g取10m)2一電梯從靜止開始上升,在電梯頂板的彈簧秤下懸掛一質(zhì)量為3kg的物體,前5s內(nèi)彈簧秤示數(shù)為36N,第二個5s內(nèi)示數(shù)為30N,最后5s內(nèi)示數(shù)為24N,且在第15s末電梯停止,求電梯在此15s內(nèi)上升高度3關(guān)于超重與失重,下列說法中正確的是 ( )A超重就是物體的重力增加了B失重就是物體的重力減少了C完全失重就是物體的重力一點都沒有了D不論是超重還是失重,物體的重力是不變的4如圖324所示,在原來靜止的木箱內(nèi),放有A物體,物體被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止,突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動,則木箱的運動情況可能是( )A加速下降 B減速上升C勻速向右運動 D加速向左運
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