第?章 牛顿运动定律
第七节 ◇ 超重和失重
【学习目标】
1.知道超重和失重现象；理解超重与失重的本质；掌握分析、求解超重和失重问题的方法。
2.通过自主学习、合作探究，增强用物理原理解释身边物理现象的意识。
3.全力投入，勤于思考，培养科学的态度和正确的价值观。
【重点、难点】
重点：超重和失重的本质。
难点：应用牛顿第二定律求解超重和失重问题。
【预习案】
学法指导：1．先通读教材，勾画出本节内容的基本概念，再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，进一步研读教材或查阅资料，然后解决问题。2．独立完成，限时15分钟。
1．受力分析的一般方法和步骤：a．明确研究对象；b．按先重力后接触力的顺序逐个进行受力分析。
2.加速度方向与运动关系:当a、v同向时，物体做加速运动，当a、v反向时，物体做减速运动。
3．运用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤：a．明确研究对象；b．进行受力分析和运动状态分析；c．由F合=ma列方程解题。
超重现象和失重现象
1．超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）________物体所受重力的情况称为超重现象。
2．失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）________物体所受重力的情况称为失重现象。
3．完全失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______的这种状态叫做完全失重状态。
注意:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）称为“视重”
1．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）
A.超重就是物体受到的重力增加了 B.失重就是物体受到的重力减小了
C.完全失重就是物体一点重力都不受了 D.不论超重还是失重，物体所受重力是不变的
2．物体在升降机中，如果处于超重状态，则升降机的运动状态可能是( )
A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降
【探究案】
●创设情境：播放神州八号与天宫一号交会对接过程的视频
一、学始于疑
1．物体对水平支持面的压力，或者，水平支持面对物体的支持力，
是否总等于物体所受的重力？在什么条件下，压力或支持力等于物体所
受的重力？
2．物体对竖直悬绳的拉力，或者，竖直悬绳对物体的拉力，是否
总等于物体所受的重力？在什么条件下，拉力等于重力？
学习建议：请同学们用1分钟时间认真思考这些问题，并结合预习中自己的疑问开始下面的探究
二、质疑探究
探究点一
实验1 学生在体重计上做变速运动（下蹲）的过程,观察体重计示数的是否变化。
实验2 用弹簧测力计拉住钩码，静止时读数是多少，在竖直方向上做变速运动，观察弹簧测力计的示数是否变化。
问题1 在上面两个实验中,物体在竖直方向做变速运动时对支持物压
力或对悬挂物拉力是否总等于物体所受的重力?
问题2 独立完成【预习案】中教材助读:
1．超重现象； 2．失重现象
针对训练：
1．用弹簧测力计拉住钩码在下列情况中，拉力等于重力的是（ ）
A．向上加速 B．向上减速 C．向下加速 D．向下减速 E．处于平衡状态
2．物体处于超重或失重状态时所受的重力下列说法正确的是（ ）
A.超重时变大了 B.失重时变小了 C.重力都不变 D.以上答案都不对
探究点二
实验：如右图所示，使系统处于静止状态和匀变速运动状态，观察弹簧秤的示数怎样变化。
问题1 在下面各种运动状态下对人进行受力分析。若人的质量为m，加速度为ａ，求
出下列情境中人受到的支持力Ｆ和体重计的示数Ｆ！（即“视重”）分别为多少？
情境一：匀加速上升时
F＝ ，即“视重”F ’ mg（填“＞”或“＜”）为 现象；
情境二：匀减速上升时
F＝ ，即“视重”F ’ mg（填“＞”或“＜”）为 现象；
情境三：匀加速下降时
F＝ ，即“视重”F ’ mg（填“＞”或“＜”）为 现象；
情境四：匀减速下降时
F＝ ，即“视重”F ’ mg（填“＞”或“＜”）为 现象；
归纳总结：
1．产生超重现象的条件：
2．产生失重现象的条件：
问题2 物体在失重的情况下，若加速度等于重力加速度时，视重为______，这种运动
状态叫做______________
针对训练：
1．一物体质量为m，用细线悬挂在电梯的天花板上，当电梯以g/3(g为重力加速度)的加速度竖直加速下降时，物体受力情况正确的是( )
2．(05年全国卷I)一物体质量为m，用细线悬挂在电梯的天花板上，当电梯以g/3(g为重力加速度)的加速度竖直加速下降时，则细线对物体的拉力为（ ）
A.
B.
C.
D.mg
三、评价总结、形成网络
四、当堂检测
1.(04年全国卷)下列哪个说法是正确的( )
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.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
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
2. 游乐园中,游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉,下列描述正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时，游客处在失重状态
B．当升降机减速下降时，游客处在超重状态
C．当升降机减速上升时，游客处在超重状态
D．当升降机加速下降时，游客处在失重状态
3．电梯里放置一个体重计，质量为60kg的人站在体重计上，求下列两种情况下人处于什么状态？体重计的读数是多少？(g=10m/s2)
（1）电梯以2m/s2的加速度匀加速上升
（2）电梯以2m/s2的加速度匀减速上升
【课外作业】
1.在一个封闭装置中，用弹簧称一物体的重力，如果读数与物体重力相比有下列偏差，则以下判断中正确的是( )
A.若读数偏大，则装置一定是在向上做加速运动
B.若读数偏小，则装置一定是在向下做加速运动
C.若读数为零，则装置一定是在向下做加速度为g的加速运动
D.若读数为零，则装置可能静止，也可能是在向上或向下做匀速运动
2.在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是 ( )
①升降机以0.8g的加速度加速上升 ②升降机以0.2g的加速度加速下降
③升降机以0.2g的加速度减速上升 ④升降机以0.8g的加速度减速下降
A．只有①和②正确 B．只有②和③正确 C．只有③和④正确 D．均不正确
【学后反思】
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【相关知识导读】
1.失重与宇宙开发，见课本P62。
2.航天超重和失重的生理学与医学(http://baike.baidu.com/view/5946046.htm)
【当堂检测】
请同学们利用5分钟时间完成下面的题目。
1.下列说法正确的是（ ）
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.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
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
2.升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（ ）
A.以1m/s2的加速度加速下降 B.以4.9m/s2的加速度减速上升
C.以1m/s2的加速度加速上升 D.以4.9m/s2的加速度加速下降
3.人站在升降机中，当升降机在上升过程中速度逐渐减小时，以下说法正确的是（ ）
A.人对底板的压力小于人所受重力 B.人对底板的压力大于人所受重力
C.人所受重力将减小 D.人所受重力保持不变
4.下列说法中正确的是（ ）
A.物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象
B.物体竖直向下加速运动时会出现失重现象
C.物体处于失重状态时，地球对它的引力减小或消失
D.物体处于失重状态时，地球对物体的引力不变
5.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可能是（ ）
A.电梯加速向上运动 B.电梯减速向上运动
C.电梯加速向下运动 D.电梯减速向下运动
课件25张PPT。超重和失重超重和失重 近年来中国最伟大的成就之一就是“神舟六号”载人飞船发射成功，实现了多人多天的太空飞行，各种媒体都有大量的相关报道，其中就谈到有关超重和失重的问题。 1、把钩码钩在弹簧秤下，保持静止状态，观察弹簧秤读数。 2、如果突然向上拉动弹簧秤，观察弹簧秤的读数有何变化？
3、如果突然向下拉动弹簧秤，观察弹簧秤的读数有何变化？
1、弹簧秤下挂一重物G保持静止时，
观察到弹簧秤示数等于物体的重力，即： F’=G
2、如果弹簧秤和物体一起加速上升呢？
观察到弹簧秤示数大于物体的重力，即： F’ > GF’a
3、如果弹簧秤和物体一起加速下降呢？
观察到弹簧秤示数小于物体的重力，即： F’ < G F’Ga实验研究视频演示弹簧秤的超重失重
设计意图：
让学生通过分组实验和视频观看深入了解超重失重的现象，为下一步分析其本质打好基础。视频演示电梯向上加速过程中测力计示数变化情况。引出例题1.例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是多少？（g取10 m/s2)分析：测力计的示数大小等于人对测力计的压力大小。例1、在升降机（电梯）中测人的体重，已知人质量为40kg，
当升降机以2.5m/s2的加速度匀加速上升，测力计的示数是
多少？（g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400N, 当升降机匀加速上升时，
根据牛顿第二定律可知：F合=ma
即 N-mg=maN=mg+ma=500N根据牛顿第三定律可知，测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，∴测力计的示数为500N。一、超重现象：小结：电梯加速上升时，人对测力计的压力比人受到的重力大，我们把这种现象叫做超重。超重现象—— 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象。视频演示电梯向下加速过程中测力计示数变化情况。引出例题2.
例2、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？ （g取10 m/s2)例2、在上题中，如果升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降时，测力计的示数又是多少？ （g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400N, GNva当升降机匀加速下降时，
根据牛顿第二定律可知: F合=ma
mg-N=ma N=mg-ma=300N根据牛顿第三定律可知，测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，∴测力计的示数为300N。二、失重现象：小结：电梯加速下降时，人对测力计的压力比人受到的重力小，我们把这种现象叫做失重。失重现象—— 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象。flash演示水瓶下落过程引出完全失重的情况。
并导出例题3.
在失重现象中，如果物体的加速度恰好为g时，情况又会怎样呢？
例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然断裂，升降机自由下落，测力计的示数又是多少？ （g取10 m/s2)
例3、前例中，如果升降机在静止时，悬挂升降机的钢索突然断裂，升降机自由下落，测力计的示数又是多少？ （g取10 m/s2)解：人的重力G=mg=400NGva 当升降机自由落体时，a=g，根据牛顿第二定律可知: F合=ma
mg-N=maN=mg-ma=mg-mg=0N根据牛顿第三定律可知，测力计对人的支持力与人对测力计的压力大小相等，∴测力计的示数为0N。N三、完全失重现象：小结：此时测力计示数为0，好象人完全没有受到的重力一样，这种状态下，人对测力计的压力为0，我们把这种现象叫做完全失重。完全失重现象—— 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，称为完全失重。视频演示太空中完全失重现象，加深学生对完全失重的理解。视频演示电梯内的超重失重过程，引导学生总结出超重失重的本质。超重状态失重状态平衡状态失重状态超重状态平衡状态00FN > GFN = GFN > GFN = GFN < GFN < Ga方向向上加速上升减速下降——超重a方向向下加速下降减速上升——失重当堂训练：
1、关于超重和失重，下列说法正确的是： （ ）
A 超重就是物体的重力增加了
B 失重就是物体的重力减小了
C 完全失重就是物体一点重力也不受了
D 不论超重或失重，物体所受的重力是不变的
2、某同学从6楼乘电梯到1楼，在电梯刚刚启动时，该同学（ ）
A 受的重力增大
B 受的重力减小
C 对电梯地板的压力增大
D 对电梯地板的压力减小 总 结超重失重两纷纷，拉力压力定乾坤；重力长存无变故，超失须看加速度。 加速度向上，就是超重
加速度向下，就是失重
