2019-2020年教科版必修一3.7《超重與失重》WORD教案2.doc

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2019-2020年教科版必修一3.7《超重與失重》WORD教案2 一、素質教育目標 （一）知識教學點 1．掌握超重、失重現象及其實質 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)學生應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，使學生在推理中了解現象的本質，體驗自然規(guī)律的邏輯美． 二、學法引導 1．運用討論式引人超失重現象，引起學生思考． 2．利用演示實驗，結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系． 三、重點難點疑點及解決辦法 1．重點 超重和失重的實質不是物體重力發(fā)生了變化，而是物體對懸掛物的拉力或對支持物的壓力發(fā)生了變化． 2．難點 示重，視重與實重的概念及區(qū)別． 3．疑點 超重和失重在生產生活中有什么用途? 4．解決辦法 在實驗基礎上，引導學生分析，思考，用事實說話（如彈簧秤提一物加速上升，學生根據實物本身未變化，地球對其引力不變的事實可知，超重并不是物體重力發(fā)生變化），使學生掌握超重和失重的本質及現象。 四、課時安排 1課時 五、教具學具準備 多媒體投影儀 彈簧秤、鉤碼、重錘、非常細的線、鐵架臺． 六、師生互動活動設計 1．教師結合學生的實際體驗介紹有關超失重現象引入課題． 2．師生共同以實驗的方法來驗證，并以討論的形式結合牛頓第二定律來從理論上闡述． 3．通過練習來辨析視重與重力的關系，鞏固知識． 七、教學步驟 （一）明確目標 用牛頓第二定律解釋超重與失重原因 （二）整體感知 當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，據牛頓第三定律，物體對懸掛物拉力大于重力出現超重現象．當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，出現失重現象，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、難點的學習及目標完成過程 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．超重現象 〔實驗1〕將圖3－20所示裝置放到桌上，用多媒體投影儀放大彈簧秤讀數．裝置左邊為彈簧秤和彈簧秤下掛一鉤碼，右邊為一重錘． 用手抓住重錘，使整個裝置處于靜止狀態(tài)，請學生觀察屏幕上彈簧秤的讀數并記錄下來． 將抓住重錘的手放開，與此同時請學生觀察屏幕上彈簧秤示數． 比較兩次讀數，發(fā)現后者彈簧秤示數比前者大，為什么呢? 當用手握住重錘時，物體處于靜止狀態(tài)（平衡狀態(tài)）此時彈簧秤示數應等于鉤碼的重力，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，設加速度為a，以鉤碼為研究對象，據牛頓第二定律＝mg可知 F－mg＝ma ∴ F＝mg＋ma＞mg 圖3－20 由分析可知，當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等于物體重力） 結論：當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，這種現象稱為超重 學生活動 ①學生思考并回答：若將一稱體重的體重計放在加速上升的升降機上，你所看到的讀數與體重比較是增大了?還是相等?還是減少? ②請同學用一根細線拴住重錘緩慢上提．細線不斷，若同學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? 上述三個實驗現象中，重錘或鉤碼或人的質量變了嗎?重力變了嗎?（回答均未變） 所以，發(fā)生超重現象時，是物體對懸掛物的拉力或對支持物的壓力增大了，物體自身重量沒有發(fā)生變化． 2．失重現象 〔實驗〕：如3－21裝置鐵架臺左邊是彈簧秤下掛的重錘，右邊為鉤碼，仍請同學觀察屏幕上彈簧秤讀數并記下． 先用手抓住鉤碼，使整個裝置平衡，請同學觀察彈簧秤讀數并記錄下來． 迅速放開抓住鉤碼的手，重錘加速下降，與此同時，請同學觀察屏幕上彈簧秤示數，并記錄下來． 結論是第二次彈簧秤示數小于第一次彈簧秤示數． 什么原因造成的呢，我們來分析 當用手握住鉤碼，整個裝置平衡，彈簧秤示數應等于重錘的重力， 圖3－21 或者說重錘對彈簧秤的拉力等于重錘的重力． 當放開握鉤碼的手時，重錘加速下降，由牛頓第二定律： mg－F＝ma ∴ F＝mg－ma＜mg 可見，當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，這種現象稱為失重．失重時，物體自身重力不變化． 討論： （1）當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，體重計讀數與人體重比較應如何，當電梯加速下降時呢? （2）若電梯下降的加速度為g，體重計示數為多少?（這種現象稱完全失重）． 3．示重、視重與實重 上面所說彈簧稱的讀數，體重計的讀數，習慣上稱為示重或視重，而物體受地球引力產生的重力為實重． （四）總結、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． 超重與失重的實質是物體對懸掛物的拉力或對支持物的壓力增大或減小了，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3－22所示．當車經過凹陷的路面時，由于有豎直向上的加速度而出現超重現象，往往使車輪胎由于壓力大而爆破。 圖3－22 在宇宙飛船上，由于失重現象，食品主要是流體，象棋需磁性棋子等． 背景知識與課外閱讀 余弦定理在運動學問題中的應用 圖3－23甲 如圖3－23（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θ角表示，當A點與地（點C）重合時θ＝0，試求A點轉到任意角度θ時，相對地面的速度大小． 解析：設輪子半徑為R，當點A轉到θ角位置時，輪子的轉動角速度點A相對O點的速度為v，其大小為ωR，方向與A點處的半徑垂直，如圖3－23（乙）所示．設A點相對地面的速度為vA，由余弦定律得： 圖3－23乙 對于輪子的觸地點，其速度為零，這是輪子軸心的速度與點相對輪心轉動的速度ωR疊加的結果，即－ωR＝0，所以＝ωR，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 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量為3kg的物體，前5s內彈簧秤示數為36N，第二個5s內示數為30N，最后5s內示數為24N，且在第15s末電梯停止，求電梯在此15s內上升高度． 3．關于超重與失重，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3－24所示，在原來靜止的木箱內，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．加速向左運動 5．某人在一以2.5m／加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體，在地面上最多能舉起多少千克的物體?若此人在一勻加速 圖3－24 上升的電梯里最多能舉起40kg的物體，則此電梯的加速度是多少? 參考答案：1．120；勻減速下降或勻加速上升；5m／s2 2．100m 3．D 4．ABD 5．60kg，2.5m／