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【教学过程】 一、复习引入 （复习牛顿第二定律的应用，同时为新课教学中对超重与失重的解释做理论储备。） 练习：电梯以1．0m/s的速度竖直匀速上升，电梯地板对站在电梯里质量为60kg的人的支持力为________N；如果电梯以0．5m/s2的加速度加速下降，地板对人的支持力又为_______N；（g取 10m/s2） 说明：解题时两个受力分析图（图1）要留在黑板的右上角，为新课教学服务。 二、新课教学 （实验）探究之一： （以生活情景的导入，引出物理问题） 请用给定器材（弹簧秤、砝码），设计一个实验，得到砝码的重力大小。 教师将各组学生得到的结论写在黑板上。 问题：1．你看到的弹簧秤读数（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：弹簧秤测量物体重力的原理（二力平衡）。 小结：当物体处于静止或匀速运动时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于物体的重力。 （实验）探究之二： 请同学们用刚才的实验器材“玩一玩”（教师在讲玩一玩时，要用体态语言提示学生，手要上下运动），看一看有什么新现象。 学生：读数不稳定，有时候比刚才的读数大，有时候小。 问题：1．你看到的弹簧秤读数表示的是什么力？2．如果用“老经验”看（教师演示，用书挡住上下振动的砝码），你认为物体的“重力”有变化吗？如何变化？3．物体的重力实际上会变化吗？应该是多少？ 小结：我们把弹簧秤的读数大于物体的重力的现象，叫做物体的超重现象，这时物体所处的状态称为超重状态；而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，这时物体所处的状态称为失重状态。注意，物体超重与失重时其本身的重力不变。 （实验）探究之三： 请同学们继续刚才的实验，想办法使弹簧秤的读数小于物体的重力。（明确的要求能使学生实验更有目的性，暂时不提失重，可以降低难度，使实验更生活化。） 学生1：让物体下降。 学生2：物体匀速下降时，读数却不变化。 学生3：物体下降时，读数并不都是变小，有时读数也有变大。 学生4：物体上升时，也能看到读数变小。 大家的观察很仔细，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，观察弹簧秤的读数小于物体的重力发生在运动的哪个阶段。 小结：（板书）弹簧秤的读数小于物体的重力──物体下降的开始阶段或物体上升结束阶段 （理论）探究之四： 上述板书是生活化语言，如何转化为简洁的物理语言。 （学生比较容易将“弹簧秤的读数小于物体的重力”，转化为“物体失重”。但后半句语言的转化就有些困难，教师可用下列问题引导学生探究。）
启发性问题：1．物体下降、上升是描述哪方面物理问题（运动）2．描述运动可用哪些物理量（时间、位移、速度、加速度）3．用哪个物理量比较容易描述，如何描述 小结：（板书改为）失重──加速下降或减速上升。（图2） （理论）探究之五： 请你们尝试用牛顿第二定律解释物体的失重现象 一、二组同学尝试解释物体减速上升，三、四组同学尝试解释物体加速下降。对有困难的小组，教师要引导学生观察回顾图1，及如何判断加速度的方向。（投影点评学生的练习：如图3，mg-F=ma，F=mg-ma 拉力小于重力）
探究之六： 请你们猜想，物体做怎样的运动会处于超重状态，并用实验验证、理论证实。 （实验时，有部分学生发现，摆动物体（圆周运动）时，物体也会处于超重状态，教师要给予学生充分肯定，并告诉学生在以后的学习中会得到解释；正是由于会出现这种情况，所以在教学设计时先研究物体的失重。
小结：（板书）超重──加速上升或减速下降，（F-mg=ma，F=mg+ma拉力大于重力）（图4）。 演示实验1：（选自《中学物理》2006．12．33-34） 将滚摆沿竖直方向向上旋绕，当到达一定高度时，然后让它做自由转动下落运动。滚摆在加速下降过程中，我们可以看到杠杆左端向下倾斜，说明物体发生了失重现象。当滚摆到达最低点时，向下猛减速和向上猛地加速过程中，我们可以看到杠杆左端向上倾斜，说明物体发生了超重现象。当滚摆向上减速运动时，杠杆左端又向下倾斜说明物体发生了失重现象。 （1．观察杠杆的平衡状况，贴近学生对超、失重的真实感受，令学生信服。2．利用不等臂杠杆进行放大，使超、失重现象的展示十分明显和直观。3．借助滚摆，使观察现象时的时间较长且超失重过程的转换具有连续性，学生可以连续进行观察。4．利用滚摆，充分展示向下加速、向下减速、向上加速、向上减速四种不同过程所对应的超、失重现象，学生看到了直接的事实，印象深刻，突破教学难点。） 问题：让学生观察板书后问，物体的超、失重是否只决定于物体的速度方向，与速度的变化（加、减速）有无关系。（要让学生充分讨论，小组讨论的结果要向全体同学阐述。） 小结：物体的超、失重，由物体的速度方向及速度的变化共同决定。 探究之七： 看来物体的超、失重现象，与物体速度的关系还相当复杂，能否有更合适的物理量（时间、位移、速度、加速度）表征呢。（小组讨论后学生能解决，教师对有困难小组要引导他们观察黑板上的受力分析图。） 小结：（板书改为） 超重──加速度向上（F-mg=ma，F=mg+ma 拉力大于重力） 失重──加速度向下（mg- F =ma，F=mg-ma 拉力小于重力） 演示实验2： 物体有加速度，但却不发生超、失重现象。（为了强调加速度的方向） 在水平的讲台上放一辆小车，小车上放一小台秤，台秤上放有砝码，让一位学生加速推动小车，同时观察台秤读数的变化，将结果告诉同学。（读数不变） 问题：为什么物体有加速度了，物体怎么还不会超、失重，请认真思考。 小结：物体超、失重时，要竖直方向上有加速度。 演示实验3：完全失重现象 将底部及瓶盖戳有小孔的可乐瓶装满水，让它从高处自由下落，演示水的完全失重现象。 演示这个实验时，教师往往只演示了装满水的可乐瓶静止在手中时，水从小孔中喷出，让它从高处自由下落时水不会流出，从而说明物体处于完全失重状态，这时a=g。 这样做的后遗症是，学生不能真正理解失重的本质，往往还认为水不能流出是因为水失去了重力，这样不仅起不到巩固知识反而是反作用。 演示时要注意以下几个问题： 1．将底部四周戳上小孔，可以让各个方向的学生看清楚现象。 2．装满水的可乐瓶静止在手中时，反复几次用手指封住、放开瓶盖上的小孔，让学生看清楚水的流动情形，理解水不能流出不是由于没有重力，而是压力不够（大气压）。 3．装满水的可乐瓶静止在手中时，将手指封住瓶盖上的小孔，用另外一只手挤压瓶身，看到水流出，说明了水的流出是由于水的压力作用，并不是水的重力作用。 4．通过该实验让学生领会：物体的超重（失重）是由于物体对支持面的压力大于（小于）物体的重力。 小结：（板书改为） 超重──加速度向上（F-mg=ma，F=mg+ma 拉力或支持力大于重力） 失重──加速度向下（mg-F=ma，F=mg-ma 拉力或支持力小于重力） 完全失重──加速度为重力加速度（mg-F=mg，F=0拉力或支持力等于零） 练习： 1．某人站在台秤的底板上，当他下蹲的过程中（课后试一试） 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．（回到引入新课时练习）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？ 【问题研讨】学生课外要思考的问题 引审探究一：将砝码（铁质）挂在弹簧秤上，保持系统静止，这时弹簧秤的读数等于砝码的重力，将磁铁靠近砝码的底端，会发现弹簧秤的读数大于砝码的重力，那么物体是处于超重状态吗？（不是） 引申探究二：用弹簧秤水平匀速拉动物体时，弹簧秤的读数等于物体受到的摩擦力，如果水平拉动物体时，弹簧秤的读数大于物体受到的摩擦力，我们假设称它为超摩擦现象，那么什么情况下会发生超摩擦现象，什么情况下会发生失摩擦现象。请同学们先进行猜测，然后设计一个实验验证。 【板书设计】 超重与失重 物体： 超重──加速度向上
（F-mg=ma，F=mg+ma拉力或支持力大于重力） 失重──加速度向下 （mg- F =ma，F=mg-ma拉力或支持力小于重力） 完全失重──加速度为重力加速度 （mg- F =mg，F= 0 拉力或支持力等于零） 【作业设计】 以小组为单位，完成超摩擦、失摩擦实验，报告实验结果，并与超重、失重相比较寻找化们的异同点，写出心得体会，组与组之间相互交流。 | 
发表于 2012-11-11 19:45:40
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