失重和超重的物理解释

失重和超重的物理解释（精选8篇）

篇1：失重和超重的物理解释

关于失重和超重的物理解释

超重=物体本身的重力+物理加速撞击空气分子导致的`反向推力

失重=地心对物理的万有引力缺少空气，而空气是地心对物体施加引力的间接传递场，由于空气不能提供地心的引力传导线路，所以物理脱离了地心的引力场

篇2：失重和超重的物理解释

（二）—超重与失重

一、教学理念：

以学生发展为本，注重学生的主动参与，关注学生的兴趣、个性和创造力，培养学生的创新精神和实践能力。

二、教材分析：

1、教材的地位和作用：

超重与失重，既是牛顿运动定律的应用，又是日常生活中常见的物理现象，特别是自从人造地球卫星和载人飞船发射成功以来，人们就经常谈到超重和失重，因此，它还是当今宇宙开发和国家国防军事领域中要面临的重要问题。教材中安排这一节，既能进一步巩固学生学习过的受力分析、牛顿运动定律等知识，又能增强物理知识与日常生活、宇宙开发的联系，同时激发学生学习物理的兴趣、增强学生国防意识，培养学生爱科学、学科学、用科学的思想热情。

2、教学目标： 【知识与技能目标】

①知道什么是超重现象、失重现象和完全失重现象； ②理解产生超重现象和失重现象的原因；

③培养学生运用牛顿运动定律分析问题和解决问题的能力； ④通过实验锻炼学生的动手能力，提高其实验观察能力和正确表述实验现象的能力，培养学生的科学素质和研究能力；

⑤培养学生运用物理规律抽象生活实际问题的建模能力。【过程与方法目标】

①经历观看录像、分组实验、讨论交流的过程，观察并体验超重和失重现象；

②经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。【情感、态度与价值观目标】

①通过探究性学习活动，体会到牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，产生探究的成就感；

②通过运用超重和失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律的价值；

③渗透“学以致用”思想，结合我国神舟号飞船升空，增强爱国热情，增强民族自豪感，增强强国强军意识。

3、重点与难点： 【重点】

指导学生做好实验，并由实验结论得出超重和失重现象的本质。【难点】

对实验方法的理解，探索超重、失重和加速度之间的关系。

三、教学策略： 【教学方法】

探究、讨论和讲练相结合 【课时安排】 1课时

四、教具：

体重计、弹簧秤、钩码、矿泉水瓶、多媒体课件

五、教学程序：

一、导入新课

1.演示实验:棉线悬挂重物,用手提住,迅速向上,观察发生什么现象? 提出问题：为什么手向上加速时，细线会断？是重力增大了吗？ 2.观看视频：升降机里的怪现象？

提出问题：当升降机加速上升或减速上升时，人的体重和正常体重有什么不同？为什么会有这种怪现象？

二、新课教学

1．实验探究：讲台上有一体重计，怎样测你的体重？

学生上讲台演示，教师强调该生在体重计上要保持静止状态。2．学生分组实验１．给你弹簧秤和重0.5Ｎ的钩码，怎样测钩码的重量？

小组代表回答：先零校准弹簧秤，把钩码挂在弹簧秤上保持静止状态，视线正对刻度观察到弹簧秤示数0.5Ｎ 理论分析：

当弹簧秤悬挂钩码静止时，钩码受力分析如图所示 由二力平衡得：Ｆ＝Ｇ 由牛顿第三定律可知：

物体对弹簧秤的拉力Ｆ′＝Ｆ＝Ｇ 总结：当物体静止或匀速运动时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于物体所受重力.板书：超重和失重现象

物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力，即视重大于实重的现象称为超重现象． ③当弹簧秤悬挂重物加速下降时

小组代表回答：观察到弹簧秤示数小于物体重力0.5Ｎ 理论分析：此时钩码受力分析如图所示 由牛顿第二定律得：Ｆ合＝Ｇ－Ｆ＝ｍａ

故：Ｆ＝Ｇ－ｍａ

由牛顿第三定律可知：

物体对弹簧秤的拉力Ｆ′＝Ｆ＜Ｇ

板书：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，即视重小于实重的现象称为失重现象．

思考：超重和失重与什么因素有关?速度？还是加速度？ 例

1、某人站在一台秤上，当它猛地下蹲到停止的过程中的，下列说法正确的是（）

A.台秤示数变大,最后等于他的重力;B.台秤示数先变小,后变大,最后等于他的重力;C.物体的重力先变小，后变大； D.物体的重力没有发生变化； 思维点拨：人下蹲是怎样的一个过程？ 人下蹲过程分析：由静止开始向下运动，速度增加，具有向下的加

速度（失重）；蹲下后最终速度变为零，故还有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。

思考：如果人下蹲后又突然站起，情况又会怎样？

例

2、一个人在地面上最多能举起1000N的重物，那么他在以5m/s2向下加速的电梯中，最多能举起多重的物体？(g = 10m/s)2学生上黑板做

教师分析：对同一个人来说，他能提供的最大举力是一定的，因此，它在电梯里对物体的支持力也为1000N，对物体受力分析可求出F合，由牛顿第二定律可求出加速度。解：设物体的质量为m，对其受力分析如图。由牛顿第二定律： F合 = mg-F=ma 故：m = F/（g-a）=200Kg 若在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最 多能举起80kg的重物。求电梯的加速度？ a =2.5m/s2方向：竖直向上

3．分组实验2：弹簧秤下面挂着一个钩码，现将钩码和弹簧秤一起放手让它们自由下落。

小组代表回答：观察到弹簧秤示数＝０ 板书：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象称为完全失重。演示实验：

思考：为什么塑料瓶自由下落时不流出水？重力失去了吗？ 小组代表回答（教师适当引导）：当塑料瓶自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，水的内部及水和瓶壁间都没有压力，故水不会喷出。但瓶中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。

4．观看视频：杨利伟在太空

航天飞机中的人和物都处于 完全失重 状态。在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！

三、总 结：

超重和失重的条件及实质：

（1）当物体有竖直向上的加速度时，F>G（视重 >实重），产生超重现象。

F-G=ma F=G+ma（2）当物体有竖直向下的加速度时，F

G-F=ma F=G-ma（3）当物体有竖直向下的加速度且a=g时，产生完全失重现象。G-F=ma(a=g), F=0（物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度方向有关，而与物体的速度方向无关。）

实质：物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉力F拉或压力F压与重力Ｇ的大小关系改变。

四、课后探究

课外实验：用一根细橡皮筋悬挂一个较重的物体，手拉橡皮筋竖直加速上升以及竖直加速下降时，手有什么感觉？怎样解释？

五、作业：习题

六、教学反思：

１、学生自主探究时，有的学生根本不知道从哪入手，因此要求老师给予必要的引导，提示学生从运动和力这两方面去进行分析，如果疏于引导，就会拖延时间，导致后面教学被动。

２、完全失重的演示实验，在这里采用矿泉水瓶自由下落，让学生观察漏水的情况，由于下落太快难于观察，本节课采用了让染红了的水射向白纸，再用实物投影帮助观察，亦可利用摄象机拍下，进行慢放，效果会更好。

３、让学生体验完全失重，下落过程弹簧秤与钩码易脱节，老师要抓住这个微小环节，及时要学生分析脱开的原因。

篇3：浅谈“超重”和“失重”

值得说明的是, 所谓“超重”和“失重”并不是重力的增加或减少。在地面, 物体所受的重力可基本认为是不变的。而“超重”和“失重”指的只是“视重”。何为“视重”呢?通常物体的重量是通过弹簧 (或托盘秤) 等一些工具静止时的读数来表示。这时物体对弹簧秤的拉力 (或物体对托盘秤压力) 与物体重力等大。我们把物体对弹簧秤的拉力 (或物体对托盘秤的压力) 称为“视重”。“超重”是指物体对其支持物的压力大于其自身重力的大小。当物体随升降机向上加速运动时, 物体有竖直向上的加速度, 根据牛二定律, 其竖直方向所受合力必向上, 用以产生向上加速度。此时物体受到地板的支持力向上, 重力向下, 因此支持力大于重力, 根据牛顿第三定律, 物体对地板压力大于自身重力。反之, “失重”即物体在竖直方向上有向下的加速度时, 压力小于自身重力。

对于这种物理现象, 我们不必费心去背;只要我们用电子秤称一下自己的体重, 然后再在秤上做突然下蹲 (或站起) 运动, 观察电子秤的读数, 会发现读数先小于自身重力, 后大于自身重力。原因就是因为人突然下蹲时先加速向下运动加速度向下为失重过程;后减速向下运动加速度向上为超重过程。通过联系实际来分析和处理一些物理问题, 是一种形象有效的方法。“超重”和“失重”在物理解题中的应用:

例1某人在以a=2.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1=80kg的物体, 则此人在地面上最多可举起多大质量的物体?若此人在一匀加速上升的升降机中最多可举起m2=40kg的物体, 则此升降机上的加速度为多大? (g取10m/s2)

分析:第一种情况下, 人处于“失重状态”, m1也同样具有系统加速度, 由于失重, m1对支持物—人的压力小于其本身的重力, 因为对于一个人而言, 其最大举力恒定;固设举力为F, 以运动方向为正, 据“牛二”定律可得m1g-F=m1a, 易得F=600N;

第二种情况, 系统处于超重状态, 即m2对人的压力大于其重力, 据“牛二”定律F-m2g=ma‘, 易得a’=5m/s2。

总结:在解题中应用“超、失重”知识, 先确定是“失重”还是“超重”有利于确定合力方向和各分力的大小关系, 同时可增加解题的正确性。

篇4：失重和超重的物理解释

1教学设计思想

本节内容的根本目的在于让学生通过对“超重和失重”这一生活化物理情境的探究，进一步深化和活化有关牛顿运动定律的有关认知。相关教学目标可以这样来界定：（1）知识与技能维度要求学生知道超重和失重的概念，从动力学的角度解释两种现象的原因，并能运用力学规律处理超重和失重的有关问题；（2）过程与方法维度要求让学生结合有关实验的体验，总结归纳超失重现象的有关规律，并从中对有关物理方法和科学思维进行体会；（3）情感、态度和价值观维度要求学生获取科学探究以及团队协作的情感体验，并从中品味到物理探究的乐趣

2教学过程设计

2.1生动导入，激起学生学习兴趣

【视频播放】视频1.游乐场中“过山车”项目进行中，乘客各种嗨翻天的尖叫和表情；视频2.电影《火星救援》中最后的高潮片断：马特达蒙乘坐“敞篷”火箭升空，火星轨道上其他宇航员以太空行走的方式进行营救。

师：过山车又叫“云霄飞车”，惊险刺激，我们在座的同学是否有关体验呢？火箭升空时，宇航员为什么会因为加速度太大而发生晕厥呢？在轨道上，为什么宇航员能自由漂浮呢？相信你在学完本节内容之后会对上述问题有新的认识。首先，先请你回答一个问题，这两段视频资料涉及怎样一些共同的物理现象？

生：超重和失重。

【课题呈现】超重和失重的本质是什么？相关规律又如何？

2.2层层铺垫，引导学生积极探究

【问题分解】教师引导式提问：围绕超重和失重这一课题，你认为应该要对哪些问题进行研究呢？学生展开讨论并对问题进行了分解。

从学生的知识基础和思维习惯积极预设学生对探究目标的分解情况：（1）超重和失重的概念如何界定？（2）超重和失重发生时，重力真的发生了变化吗？（3）超重和失重的产生条件？

【探究铺垫】引导学生对重力有关认识进行回顾并介绍辅助概念：视重。

师：无论是否是发生超重或者失重，我们都需要先处理三个问题，重力因何而发生？重力与什么因素有关？如何测定某物体的重力？

生：重力是因为地球对物体的吸引而产生；重力大小和物体的质量以及当地的重力加速度有关；重力可以用弹簧秤或台秤测量。

师：如图1所示的弹簧秤和台秤测量的是什么力？是直接对重力进行测量吗？

生：弹簧秤测量的是它与重物之间的拉力，而台秤测量的是它对重物的支持力，因此，它们对重力的测量都是间接测量。在物体处于平衡状态时，物体的重力与弹簧所提供的拉力（或台秤的支持力）等大反向。

教师总结并引发思考：上述情境中，我们将“弹簧秤的拉力大小或台秤的支持力大小”定义为“视重”，即看上去的重力。当物体处于平衡的时候，视重与实际重力相等。那么，如果物体处于非平衡状态，视重与实际重力间有什么关系呢？

生：如果物体处于非平衡态，视重和重力不相等。

【实验探究】教师引导学生进行实验：让同学之间相互配合，一学生将弹簧提着钩码向上运动或向下运动，另一学生观察这一过程中弹簧秤示数的变化情况。

学生进行实验，并记录相关实验细节：初始状态系统静止时，弹簧秤指针位置稳定，与以前所学相符，即示数为钩码的重力；弹簧秤上升过程中，指针先向下后向上，说明拉力的大小先变大后减小；弹簧秤下降过程中，指针先向上后向下，说明拉力的大小先变小后变大。

师：实验过程中，钩码的重力有没有变？弹簧秤的示数还有什么特殊的意义吗？

生：钩码的实际重力没有发生改变，弹簧秤的示数表示视重的大小。

师：也就是说刚才的实验过程中，视重有所波动，而实际重力没有发生变化。我们对上述视重大小变化的情况进行分类，视重大于实际重力的情况称为超重；视重小于实际重力的情况称为失重。对超重和失重这两个词中的“超”和“失”二字，你有何认识？请彼此讨论，交流你们的看法。

学生相互讨论，教师适时介入各组讨论，以了解学生基于超重、失重以及视重等概念的理解情况，并及时地给予学生肯定和表扬。

师：请回忆一下之前的实验场景，你能说说哪些情况下发生了超重现象？3L有哪些情况下发生了失重呢？

生：弹簧秤提着钩码上升的过程中发生超重现象；向下运动时发生失重现象。

师：再好好想想，刚才的实验中，上升阶段只有超重吗？下降过程中也只有失重吗？

这是学生最容易发生误解的地方，教师务必让学生自我总结，及时将相关错误暴露出来。在此基础上，教师引导学生进行反思和讨论，引起他们认知上的顿悟。

生：上升过程中，弹簧秤示数先变大后变小，即先超重后失重；下降阶段，弹簧秤示数先变小后变大，即先失重后超重。

师：正确。超失重现象与上升或下降没有关系，那么具体说来和什么有关呢？动力学中联系运动和受力的桥梁是哪一个物理量？是加速度。我们通过下面的表格来整理加速度与超失重的相互关系，看看它们之间有何规律。

教师引导学生完成下列表格1，并要求学生完善超重和失重的现象归纳，并总结现象发生的条件。生：结合表格可知，当加速度向上时，物体发生超重；当加速度向下时，物体发生失重。

2.3理论联系实际，促使学生认知提升

【理论验证】

师：您能结合运动状态进一步分析钩码受力特点吗？

师：失重情形中有一种特例，即a=g时，F=0，这一现象称为完全失重。

【深化认识】创设情境，强化学生对相关概念的理解。电梯向上启动时，物体处于超重情形；电梯向上减速时，物体处于失重；火箭加速升空的过程中，对应超重过程；火箭进入轨道后，宇航员飘来飘去的场景其实是一种完全失重，当然这一现象的解释还需后续阶段的学习。

【课堂总结】引导学生对本节课的内容进行总结，梳理超失重的概念以及规律，并对探究过程进行回顾，交流科学方法的运用与收获，最后布置作业。

3几点反思

本课的教学设计立足于学生基础和认知习惯，在充分激起学生兴趣的同时，引领学生在科学探究的过程进行概念的总结和规律的发现，让学生充分融入教学过程当中，有效体现学生乐于学习、积极探究的主体地位。整个教学设计在积极全面预设学生课堂学习情况的同时，也留有灵活生成的空间，实际教学过程学生反响很好，效果显著。从这节课的设计，笔者总结出要想较好地达成三维教学目标，我们在教学设汁和实施过程中应该注意如下几点：

（1）分析学情和教材科学制定教学目标

教学目标是整个高中课堂教学活动的出发点和归宿，科学制定教学目标也是实现“深度学习”不可缺失的前提，如何制定目标呢？笔者认为与教材与考试的要求相比，符合学生实际情况显得更为重要，在制订目标的时候要充分了解学生，了解学生原有的认知水平、了解学生现有的学习理解能力，站在学生的角度进行设计，确保设计的课堂教学目标是学生主观兴趣上想完成的，客观学习能力上是能够完成的，学习目标上应该完成的，这样才能利于学生深度学习的展开。在考虑学生具体学情的基础上，对学生而言，不同知识的学习要求必须具体。

（2）注重物理实验情境的创设

篇5：高中物理超重与失重说课稿

《超重与失重》是司南版必修1第六章“力与运动”第4节的内容。是本章的重点内容之一；本章主要研究力与运动的关系，是高中物理的基础，所以本章内容教学的好坏关系到高中物理教学的成败，因此本章的教学尤其重要。本节的主要教学内容有：1.超重现象；2.失重现象。自从人造地球卫星和宇宙飞船的发射成功以来，人们常谈到超重和失重。与生活、生产紧密联系。结合教材的内容和特点，为提高全体学生的科学素养，从新课程的“三维目标”培养学生。按教学大纲要求，结合新课标提出以下教学目标： 知识与技能：

1.通过实验认识超重和失重现象 2.知道超重和失重产生的条件

3.能用牛顿第二定律解释超重和失重的现象 4.能用超重和失重现象解释有关问题 过程与方法

培养学生用牛顿第二定律分析和解决问题的能力 情感态度与价值观

渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情

高一学生的思维具有单一性，定势性，并从感性认识向理性认识的转变，本节的重点是：超重和失重现象的实质；教学的难点是：利用牛顿第二定律计算有关超重和失重问题。说教法

物理教学重在启发思维，教会方法。学生对牛顿第二定律有了一定的认识，教师指导学生了解生活中的超重、失重现象。通过演示实验，指导学生分析分析超重和失重的实质，并利用实例来引导学生对超重和失重现象分析。用例题的形式，用牛顿第二定律解释其本质。使学生全面的理解教材，把握重、难点；因此，本节课综合运用直观讲授法、演示实验法、例题讲解法，归纳总结并结合多媒体手段。在教学中，加强师生双向活动，合理提问、评价，引导学生主动探索新知识。说学法

学生是课堂教学的主体，现代教育以“学生为中心”，更加重视在教学过程中对学生的学法指导，引导学生主动探索新知识。本节课教学过程中，在学习了牛顿第二定律的基础上，来引导学生分析超重和失重现象，在教师进行演示实验，分析。并通过实例讲解，使学生能利用牛顿第二定律解释超重和失重现象的本质。巧用提问、评价激活学生的积极性，调动起课堂气氛，让学生在在轻松、自主、讨论的学习环境下完成学习任务。

说教学过程

从以上分析，教学中掌握知识为中心，培养能力为方向；紧抓重点突破难点。设计如下教学程序：

1.导入新课：（大约需要5分钟的时间）

教师通过提问复习：牛顿第二、第三定律的内容；并利用视频展示：翻滚过山车录像片段。学生注意观察、思考、讨论。教师小结，提出有两个物理现象（超重和失重）与本节课有关。并把学生的思维带入课堂。2.新课教学（大约需要35分钟的时间）

教师做课本118页的迷你演示实验，学生注意观察。教师让学生描述实验现象，并引导学生把实验转化为物理模型，进行受力分析，利用牛顿第二定律进行计算，并比较。引出超重的概念（物理学中把物体对悬挂物体的拉力大于物体所受重力的现象）。进而利用119页例题讲解，巩固受力分析的解题思路，利用牛顿第二定律计算。教师举例（人在电梯里，电梯上升时；电梯下降时），人有不同的感觉？引导学生分析电梯的上升与下降时，人的受力情况。知道上升时，是超重现象；通过类比方法，来解决电梯下降时，得到人受到的合力比重力小。引出失重现象的概念。并通过例题的讲解来分析、巩固超重和失重现象。教师总结本节的内容，（有时间的话）再进行例题的讲解与巩固，使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。（在板书方面：教学中将黑板一半写概念，另一半用来作图分析。）

结束语 ： 在以上设计中，我力求“以学生为中心”，以物理实验为基础，积极倡导学生思考、自主学习，主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况，调整教学，不断地反思和总结。在此，还请各位老师，领导批评指正，谢谢大家。

莲山课件

篇6：超重和失重10

西北中学 周昌鲜

一、设计学生分组实验的原因

由于本课课文中,只有超重、失重、完全失重三个结论，既没有教师的演示实验，更没有学生的分组实验，而很多学生对超重、失重特别是完全失重缺乏感性认识，学生从形象思维到抽象思维的坡度太陡，不利于学生顺利地去认识现象、建立概念，以及应用知识去解决具体问题。鉴于此,我设计了三个学生分组实验和一个教师演示实验。

二、学生分组实验的准备

为了让学生观察到明显的超重和失重现象，通过多次筛选，确定了弹簧秤下悬挂钩码的最佳方案，我把钩码用线拴在弹簧秤的悬钩上，解决了超重失重现象越明显，钩码越容易脱离弹簧秤钩的问题。为了使学生认识完全失重现象，我用了一根短线两端分系螺帽的装置来模拟演示，即用一科螺帽来表示重物，另一颗螺帽表示弹簧秤，通过观察短线是否有形变，来认识完全失重的条件下用弹簧秤是秤不出物体的重力的，这就解决了用弹簧秤演示，指针反弹快不易观察且容易损坏弹簧秤的问题。最后设计的教师演示实验:水袋下落漏水停止，并引导学生分析短线两端分系螺帽、水袋下落漏水停止两个实验之间的内在联系加深了学生对完全失重的理解。

三、进行分组实验的意义

1.通过学生亲自动手实验，把学习的主动权交给了学生；通过引导学生观察实验现象，分析原因,总结出物理概念并将所学的知识用于解决具体问题。这样，让学生懂得，依靠自己的能力是可以探索并掌握新的知识的，从而树立持久的学习信心。更重要的是，在实验、观察、总结过程中，使学生潜移默化地感受到“实践—认识—再实践—再认识”的认知规律。从近期来看，可以培养学生良好的学习方法，从长远发展来看，可以培养学生受益终身的学习能力。

2.通过进行学生的分组实验,可以培养学生的动手能力、观察能力、分析能力和学生之间的协作能力，使学生全面素质的提高落到实处。

3.通过进行学生的分组实验，抛弃了那种由教师分析总结并得出结论的传统教学模式，科学地合理地探索随堂实验课这种教学模式所遵循的一般规律。

四、教学过程中的几点体会

如果这节课可以认为比较成功，能有可供他人借鉴之处的话，我有以下体会：

1.要以优化课堂教学为目标，勇于探索，大胆创新，改革课堂教学模式，才能把全面推进素质教育落到实处。

2.教学中，在充分体现学生主动学习的同时，又要发挥教师的主导作用，导的要求是： ①要面向全体学生，使不同层次的学生都学有所得；

②要导在点子上，既要明确学的目的又要有利于激发学生的学习潜能。

3.教师的教学语言要简炼生动，板书要工整规范，通过教师的口语、体语、板书、板画，学生的实验操作等，体现物理学的外在美，通过发掘和展示现象的本质，以及物理知识在生活、生产、技术中的应用，体现物理学的内在美。

4.良好的外部环境是开展教育科研的必不可少的条件。本节课的成功，得益于西北中学全面推进素质教育，开展课题研究的大气候，得益于《高中物理课堂教学优化》课题组全体教师和两位实验员的大力支持，还得益于授课班级班主任和全班同学的积极配合。

篇7：超重和失重 说课稿

[新课导入] 在上新课之前，和大家先做一个小小的实验：首先，请大家拿出两本书，放在桌面上分页地交叉在一起，可以逐页交叉，也可以两页或三页，好，现在大家站起来水平的用力拉，可以放在桌面上拉。找同学说说感受，不能拉开，拉开了？什么感觉，很费力。

有的同学拉开了，有的没拉开，拉开很费力。那有没有巧妙的办法将其拉开呢？ 学生：、、、、、、、、、师，看看这样的办法，下落过程将其拉开。

师：好，为什么下落过程能拉开呢？我们就带着这个问题研究今天的内容。

二、超重和失重

问题情境：如果给你一个弹簧秤，使用弹簧秤时，要注意什么问题？怎样由测力计测物体的重力？

通常情况下，我们把物体挂在弹簧挂钩下，保持物体静止，再来读取弹簧秤的示数。生：这是因为当物体挂在弹簧秤下静止时，物体处于受力平衡状态，重力的大小和弹簧秤对物体的拉力相等，而实际上弹簧秤测量的是物体对弹簧秤的拉力，在这种静止的情况下，拉力的大小是等于重力的．

那是不是在任何情况下，弹簧秤或托盘秤的示数都能显示物体重力的大小呢？ 师：同学们请看，老师在电梯里称量物体的重量时，遇到了什么问题？观光电梯中摆放着托盘秤，挂着弹簧秤。当电梯静止时指针在这个位置，当指针顺时针偏转时，表示物体对托盘秤的压力变大，当指针逆时针偏转时表明物体对托盘秤的压力变小。同学们可以选择其中一个秤来观察，同时托盘秤后面有等宽的瓷砖，可以以瓷砖为参考系判断电梯运动情况。

师：看到了什么现象？

生：1两秤的示数在变化，2，一会变大一会变小。师：大家看到的是不是这样的现象啊？

师：好，我们看到的的确是这种现象，我们发现有时好象物体的重力变大了，有时物体重力好象又变小了，难道物体的重力真的变化了吗？

生：重力并没有发生变化

师：那为什么弹簧秤和托盘秤的示数却发生了变化呢? 原因是：当物体随弹簧秤或托盘秤加速上升或减速下降的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时物体受力不再平衡，拉力或压力的大小不再等于重力，所以秤的示数发生了变化．

这位同学分析得非常好，物体的重力是没有变化的，只是拉力或压力发生了变化。我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重，而把物体的真实重力称为实重。当物体处于平衡状态时，视重等于实重。当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小． 在物理学中，我们将物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力的现象叫做超重。而将物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力的现象叫做失重。感悟生活：

师：那同学们想一想，在生活中你有没有亲身体验过超重或失重？在哪里体验过？哪位同学说说，什么感觉？

好，和老师的感觉一样。通过刚才的录像我们发现电梯里面的确有超重和失重现象。从指针偏转看有时候超重，有时候失重。热爱求知的人都会这样的习惯只看到现象不是我们的目的，我们要透过这个现象看其本质。那么究竟什么时候超重？什么时候失重呢？

也就是说：发生超重和失重现象的条件是什么呢？我们就以电梯中的超重和失重现象来探索发生超重和失重的条件。

首先我们应了解电梯的运动情况，实际上电梯在上升过程可分为三个阶段：加速上升、匀速上升、减速上升。电梯下降过程可分为：加速下降、匀速下降、减速下降。

我们知道，观察并记录现象是科学探究中的重要环节，那现在我就反复播放录像，大家观察。在电梯运行的这六个阶段到底什么时候超重什么时候失重？也就是具体任务是：观察并记录超重或失重现象都发生在电梯运行中的哪些阶段呢？再次提醒同学们呢托盘秤指针顺时针偏转表示物体对托盘秤的压力变大，指针逆时针转动表示压力变小。

师：哪位同学分享一下自己观察到的结论？ 提问：学生回答，有问题的换同学补充。师：好，那大家同不同意以上几个同学的说法？

师：刚才同学们的记录显示了电梯运行六个阶段中的超重和失重情况。那同学们你们凭借刚才的观察你猜想：超重和失重到底和电梯运行过程中的什么物理量有关系呢？ 生：回答，1，跟加速度有关，师：还有没有其他看法？电梯运行有时加速有时匀速有时有减速，加速度如何变化的呢？ 生：跟加速度方向有关系？

师：问，你凭什么说跟加速度有关系，你的理论根据是什么？

生：从牛顿第二定律分析，加速或减速时，物体不平衡，说明某方向上有力。还有没有不同观点，讨论一下，回答。

师:刚才同学们都是从牛顿第二定律即理论上进行分析的，这当然是研究问题的一种方法，当然，我们还可以通过实验来分析一下。

既然，同学们说跟加速度有关或速度，那你们就将这六个阶段的加速度情况分析出来。师：具体任务是：分析猜测的物理量在这六个阶段的情况，结合表格分析总结寻找得到什么规律呢？大家交流讨论一下。有不明白举手提问。

师：从动力学角度进行了分析，刚才我说，能不能分析这六各阶段的加速度情况？通过表格探究和加速度有什么关系？

结论：

3、产生条件：

(1)超重产生条件

a向上

加速上升或减速下降(2)失重产生条件

a向下

加速下降或减速上升 师：为什么会发生超重和失重现象呢？我们能不能用我们学过的牛顿第二定律，来定量计算一下在超重和失重情况下物体的压力或拉力到底是多少呢？现在我们看题：

以电梯中托盘秤所放物体为研究对象，已知物体的质量为m,升降机加速度的大小为a,根据下列五种情景,求物体对托盘秤压力分别是多少？（重力加速度为g）

情景一：电梯匀加速上升；

情景四：电梯匀减速下降；

对重物受力分析如图：以加速度a加速上升 由牛顿第二定律得： F合 = F — mg = m a 故：F = mg + m a > G因此产生超重 情景二：电梯匀减速上升； 情景三：电梯匀加速下降；

对重物受力分析如图：以加速度a加速下降 F合 = mg — F = m a 故：F = mg — m a ＜mg 因此产生失重。此时，物体对托盘秤的压力小于自身重力。同学们设想，如果压力逐渐减小，减小到零时，电梯发生了什么？ 回答都有道里。缆绳断了，台秤坏了。等等。

实际上此时电梯a=g向上的支持力F=0时，我们把它叫做完全失重状态。那么电梯到底处于什么情况大家可以自己想象了。

师：我们在平时工作学习中哪位同学体验过完全失重所带来的感觉呢？没有。看过没有？

学生：看过，在哪里？没看过。

师：那想想处于完全失重该处于什么样呢？ 让我们看一段视频。其实在太空舱里所处状态为完全失重状态，我们看一看我们的宇航员是怎样进行失重训练和在太空工作的。其实在这种完全失重状态下可以进行很多地面上无法进行的实验，如，1985年第一位美籍华人王赣骏在太空舱里研究了微重力环境下液体的状态，发现他是球形。

想一想，在我们的身边有没有实验能够证明一下这个状态呢。矿泉水瓶实验。水之所以会流出是因为水对瓶底有压力作用。当矿泉水瓶自由下落时，谁还会流出吗？用刚才所学物理规律判断一下。学生：不会流出。看来，我们用所学的物理规律能够判断出未知的物理现象，那我们看是不是这样呢？注意观察，水平下落很快，顺手拈来的物品做实验也要注意实验的规范性。这个不太明显。回去自己做一下。

好，这回我们来一个不带水的实验。我们研究研究身边现象，人下蹲过程到底是超重还是失重？站起的过程呢。

学生：失重、观点一样、先失重，平衡，超重。

师，用力传感器研究一下，横坐标时间，纵坐标表示力。怎么研究呢，钩码代表人将钩码和人看成整体，找一位同学，老师教你下蹲就下蹲，站起来就站起来，迅速点。好，出来了这样一条图线，看先是平行线表示什么意思，往下凹曲，向上凸起又是什么意思？最后该同学站起没动，图线平行线又是什么意思？

课堂小结：今天我们主要学习了超重和失重，知道了产生条件当加速度向上时发生超重，加速度向下时发生失重。我们也用牛顿第二定律进行了理论分析，知道物体处于完全失重状态时加速度为重力加速度。超重失重的实质是物体重力没有变只是拉力压力在变。

通过这节课的学习我们应该明白课前的实验，为什么在下落过程就能将书轻松的拉开了。

作业1，刚在所做图像分为几部分，各部分表示的物理意义是什么？

作业2，自制土天平，挂上不同质量钩码，不能水平，那将其自由下落时能不能处于水平状态。回去动手做一下，然后在进行理论分析。

板书设计:

§4.7超重和失重

1.超重：视重大于实重

条件：a 向上

加速上升或减速下降 分析：F – mg = ma → F = mg + ma

2.失重：视重小于实重

条件：a向下

加速下降或减速上升 分析：mg – F = ma →F = mg-ma 完全失重：a=g 向下 F=0 实质：是物体重力没有变只是拉力压力在变。

我们看，无论超重还是失重向上的拉力的表达式都可表示成

F = m a + mg，我们知道物理规律除了可以用公式表示还可以用直观的图像来表示。在上面的公式中，加速度和力是一次函数关系，这不仅让我们想到数学中的一次函数表达式y=kx+b,这个函数在x-y坐标系中应该是一条直线，画出直线。这条直线和坐标轴有两个交点，说明每个交点的坐标值。力和加速度的关系也是一次函数关系，那我将图像中横轴改为a，纵轴表示F。好，我们借助这个图像进一步分析这条图线和两坐标轴的交点表示的物理意义是什么？一二象限的图线表示什么含义？讨论一下；回答；讨论分析。

篇8：超重失重核心知识的深度解析

“超重”和“失重”现象是人们的日常生活及现代科学实验中常见的一种现象, 如蹦极运动, 电梯的启动和停止过程, 火箭的发射过程及绕地球运动的卫星中, 都存在超重和失重现象。而对于超重和失重现象中视重和重力的关系、超重和失重现象的实质等, 相当数量的学生还存在模糊认识, 因此专题的设置很有必要。

首先让我们从超重和失重的定义入手, 来明确到底什么是超重失重?我们要明确超重和失重的定义, 当物体或物体系统在竖直系统做加速运动时, 物体或物体系统对竖直悬线的拉力或对水平面的压力就不等于重力了。当弹力 (拉力或压力) 大于重力时, 叫做超重;当弹力 (拉力或压力) 小于重力时, 叫做失重;当弹力 (拉力或压力) 等于零时, 叫完全失重。单个物体或整个系统的超重和失重现象是由单个物体或整个系统的竖直方向加速度来决定, 即当加速度方向竖直向上为超重, 当加速度方向竖直向下则为失重, 与物体运动方向没有直接关系。

从定义上, 我们知道要判断超重还是失重, 我们有两种方法, 1.判断拉力或者压力与重力的大小关系;2.判断在竖直方向上的加速度方向。

例1:一个人站在磅秤上, 读出体重为500N。在他忽然蹲下的过程中, 磅秤上读出的体重有无变化?为什么?

解析:结合上面的加速度方向判断方式, 我们容易理解开始下蹲时, 加速度向下, 失重, 读数变小;将要蹲下时, 加速度向上, 超重, 读数变大。

那么, 当发生超重失重现象时, 物体受到的弹力 (拉力或压力) 与物体所受到的重力有什么区别呢?我们知道, 在物体处于超重、失重状态时, 地球作用于物体的重力始终存在, 大小也没有变化, 只不过要使物体竖直加速上升或竖直加速下降时, 支持物或悬挂物对物体的作用力必须发生变化, 即对物体的作用力必须大于或小于物体所受重力, 这样看起来物体的重量有所增加或减小, 我们将弹簧秤或体重计的读数, 习惯上称为示重 (视重) 而物体受到引力而产生的重力称为实重。

在超重失重状态下, 由于视重发生了变化, 因此将导致由重力产生的相关物理现象都要发生相应的变化, 平常由重力产生的所有物理现象都会完全消失, 比如单摆将停止摆动、浸没在液体中的物体不再受到浮力、天平不能测量物体的质量、液体不再产生向下的压强等。但是需要注意的是, 此时物体所重力依然存在, 而且是不变的。请看下面例题:

例2如图所示, 体积为V0、密度为水密度一半的木块漂浮在静止的烧杯中的水面上。当升降机以加速度a (a≤g) 加速上升或下降时, 木块浸入水中的体积各是多少?

说明:只看到木块的超重或失重现象, 而忽略水同时存在的超重或失重现象, 从而导致解答错误。

该如何用物理知识求解超重失重类习题?一般情况下, 我们有两种处理方法:

1.研究对象为个体

当物体在近地面处, 如果物体做向上加速运动或向下减速运动, 则物体具有向上的加速度, 设为a上, 此时物体处于超重状态, 物体的视重G′=m (g+a上) ;如果物体做向下加速运动或向上减速运动, 则物体具有向下的加速度, 设为a下, 此时物体处于失重状态, 物体的“视重”G=m (g-a下) 。

例3.某人在地面最多能举起60kg的物体, 而在一竖直运动的电梯中, 最多能举起80kg的物体, 此时电梯的加速度大小是多少?若电梯以此加速度竖直加速上升时, 人在升降机内最多能举起质量为多大的物体? (g取10m/s2)

解析:在地面上该人最多能举起60kg的重物, 说明他能承受的最大压力 (或最多能提供的支持力) N=m0g=600N。当他在竖直运动的电梯中能举起80kg的物体时, 说明质量为80kg的物体对人只产生600N的压力。可见物体处于失重状态, 且具有向下的加速度。设加速度大小为a, 则由牛顿第二定律, 得:mg-N=ma, 代入数值可得:a=2.5m/s2即电梯以大小为a=2.5m/s2得加速度向下运动或向上做匀减速直线运动。若电梯以该加速度匀加速上升时, 此人能举起的最大质量为m′, 则由牛顿第二定律, 得:N-m′g=m′a解得:m′=48kg。

2.研究对象为整体

对整个系统而言, 如果系统的一部分处于静止状态或者匀速直线运动状态, 另一部分处于超重或失重状态, 则系统就处于超重或失重状态。设整体中处于超重或失重部分的质量为m, 在竖直方向上的加速度或加速度分量的值为a, 其余部分的质量为M, 则整体的“视重”G′=Mg+m (g±a) , 整体处于超重状态时取“+”号, 整体处于失重状态时取“-”号.

例4.如图所示, 置于水平地面上的盛水容器中, 用固定于容器底部的细线使一木球悬浮于水中。若将细线剪断, 则在木球上升但尚未露出水面的过程中, 地面对容器的支持力如何变化?

解析:细线未剪断时, 容器、水、木球均处于平衡状态, 故地面对容器的支持力等于三者的重力之和。由于木球所受到的浮力大于重力, 细线被减断后, 它加速上升, 处于超重状态。在木球加速上升的过程中, 相应的由同体积“水球”以等大的加速度下降填补木球上升形成的空隙, 处于始终状态。因木球的质量小于同体积的“水球”质量而其余部分的水及容器仍处于静止状态, 所以容器系统呈始终状态, 地面支持力将减小。

说明:本题最易犯的错误是只看到木球加速上升所呈的超重状态, 而忽视与木球等体积的“水球”加速下降所呈现的始终状态, 而得出地面支持力增大的错误结论。

例题5.如下图所示, 四个完全相同的斜面体放在粗糙的水平面上, 在斜面的顶端放四个质量相同的物块, 由于物块与斜面的摩擦力不同, 四个物块运动情况各不相同.其中A物块放上后匀加速下滑, B物块获一初速度后匀速下滑, C物块获一初速度后匀减速下滑, D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4, 则它们的大小关系是

A.F1=F2=F3=F4 B.F1>F2>F3>F4

C.F1<F2=F4<F3 D.F1=F3<F2<F4

解析:本题属于是连接体问题, 其中斜面保持静止, 故物体的加速度方向就是整体的加速度方向, 根据运动学知识, 我们可以判断a的加速度沿斜面向下, 失重。b处于平衡状态, c的加速度沿斜面向上, 超重。d处于静止状态。因此答案选C。

最后我们再来看一下超重、失重的应用。

在生活中, 超重、失重现象很常见, 比如乘坐汽车时, 当汽车在一段坡路上加速向下行驶时, 人的内脏器官因失重而“上浮”, 使人不舒服这便是失重现象。为减轻桥梁所受压力, 桥一般造成凸型, 使汽车过桥时有一个向下的加速度而使桥梁所受压力减轻, 当汽车经过凹陷的路面时, 由于有竖直向上的加速度而出现超重现象, 往往使车轮胎由于压力大而爆破。由于重力作用, 在地面上, 用现代技术制成的滚珠, 并不呈绝对球形, 这是造成轴承磨损的重要原因之一, 如果在宇宙飞船中则可以制成绝对球形的滚珠。诸如此类, 我们还能举出很多这样的例子。