鲁科版第4节 超重与失重优质教案设计

教学
环节

教师活动

学生活动

时间

设计意图

引入

新课

手中有一条纸带，将一个重物挂于其中，大家来想一想，如果只用一只手你能不能把这条纸带拉断呢？怎么拉？

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激发兴趣

新

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教

学

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堂

练

习

(一)观察与思考：观看视频并思考以下几个问题：

1、电梯静止时，弹簧测力计的示数和物体重力的关系怎样？

2、电梯从一楼上升到九楼过程中台秤的示数如何变化？

3、电梯从九楼下降到一楼过程中台秤的示数如何变化？

4、电梯上升和下降时物重有没有变？

给出超失重概念：

超重现象： 像这种物体对支持物 的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况。

失重现象： 像这种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情况。

教师提问：为什么电梯在上升和下降时，台秤的示数会时而等于重力，时而大于重力，又时而小于重力。物体超失重到底取决于什么？

（二）实验探究：物体超失重取决于什么？

猜想：发生超重、失重现象可能与哪些因素有关？

实验探究： 请同学们利用弹簧测力计、钩码设计实验方案进行探究？

实验方案：

1、用弹簧测力计从静止向上拉起钩码到静止，注意观察弹簧测力计示数的变化情况？

2、用弹簧测力计拉着钩码从静止向下到静止，注意观察弹簧测力计示数的变化情况？

思考：用弹簧测力计从静止向上拉起钩码到静止的过程中经历几个不同的运动过程？

（向下呢？）

思考：物体超失重取决于什么？

结论： 超重、失重现象与物体运动的速度方向无关，只决定于物体的加速度方向。 

1、超重时，物体的加速度方向向上，即物体加速上升或减速下降。

2、失重时，物体的加速度方向向下，即物体加速下降或减速上升。

思考：物体处于超重（失重）状态时，地球作用于物体的重力怎么变？

超失重的实质：物体处于超重或失重状态时，地球作用于物体的重力没有变，只不过物体对水平支持物的压力（悬挂物的拉力）变大或变小。

（三）理论探究：
    请同学们尝试用以前学过的知识分析论证。
1、理论证明当物体的加速度向上（加速向上或减速向下）时，拉力大于重力。
 

2、理论证明当物体的加速度向下（加速向下或减速上升）时，拉力小于重力。

3、如果物体的加速度向下且a=g则拉力F=?

教师给出完全失重的概念与条件。

完全失重：

1、定义：像这种物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象。

2、条件：加速度向下且a=g

演示实验：我们来看一个实验：

当装有水的水杯壁上有一个孔时，静止时水会不会从孔中流出来？为什么？

思考：如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢？在完全失重情况下，液体对容器侧壁还有没有压强？

结论：在完全失重情况下，液体对容器侧壁没有压强。

     请同学们来交流一下你们所了解或亲身经历过的超重、失重现象。

如：1.蹦极（播放视频）2.过山车3.宇航员（播放视频）

1.有关超重和失重，以下说法中正确的是（  ）A.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态。
B.宇航员在月球上行走时，处于失重状态。
C.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态。
D.蹦床运动员在空中上升和下降过程中（不计空气阻力）都处于完全失重状态。

2.有关超重和失重，以下说法中正确的是（  ）A.物体处于超重状态时，所受重力大于mg，处于失重状态时，所受重力小于mg。
B.物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态。
C.物体具有向上的加速度时处于超重状态，物体具有向下的加速度时处于失重状态。
D.物体处于完全失重状态时，重力消失。

3.竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2)： 
(1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．
(2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．
(3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．

教师提问，学生回答：相等。
 

引导学生注意观察视频得出：电梯从一楼上升到九楼过程中台秤的示数先变大→不变→变小。

引导学生注意观察视频得出：电梯从九楼下降到一楼过程中台秤的示数先变小→不变→变大。

教师提问，学生回答：不变。

让学生明确超失重的概念。

引发学生思考。

引发学生猜想：可能与物体的速度或加速度有关。

引导学生交流讨论自行设计实验方案。

教师提问，学生回答：加速上升→减速上升。
向下时，加速下降→ 减速下降。

学生3人1组，分组实验探究，教师交代注意事项，巡视指导。

学生代表展示实验结果。

教师引导学生，分析实验结果，讨论概括出：超重、失重现象与物体运动的速度方向无关，只决定于物体的加速度方向。

教师提问，引导学生分析得出超失重的实质：物体处于超重或失重状态时，地球作用于物体的重力没有变，只不过物体对水平支持物的压力（悬挂物的拉力）变大或变小。

学生练习，用学过的知识，对超失重教学理论证明。
当物体的加速度向上时，
根据牛顿第二定律：
F－G＝ma
F ＝ ma＋ mg ＞ G
当物体的加速度向下时，
根据牛顿第二定律：
G － F ＝ma
F ＝ G － ma ＜ G

引导学生得出如果a=g则F=G-mg=0

教师提问，学生认真观察实验，分析得出，静止时，水对杯壁有压强，所以水会从小孔流出，当杯子自由落体处于完全失重状态是，水对小孔没有压力，也就没有压强，实验水不会陈小孔流出来。从而得出结论：在完全失重情况下，液体对容器侧壁没有压强。

引导学生讨论交流，平常了解或亲身经历过的超重、失重现象。

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课堂小结

交流讨论：

通过这节课的学习，你学到了哪些知识？还
有什么困惑？

重新回到课前，新课引入的问题：手中有一条纸带，将一个重物挂于其中，大家来想一想，如果只用一只手你能不能把这条纸带拉断呢？怎么拉？

通过学生交流讨论，得出本节课的主要内容。

请一位同学，利用今天所学的知识来解释该怎么
拉，为什么要这样拉。并上台演示。

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作业布置

课本P120 Q3、4、6