6.超重和失重 知识纲要导引, 核心素养目标, 物理观念 超重、失重、完全失重 科学思维 测量重力的方法 科学探究 探究超重失重现象及其实质 科学态度与责任 结合牛顿运动定律分析生活体验失重和超重 基 础 导 学 一、重力的测量(自学教材第105页“重力的测量”部分) 方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg. 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量．将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小． 二、超重和失重(自学教材第105、106页“超重和失重”部分) 1．失重 (1)定义：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现象，叫作失重(weightlessness)现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． 2．超重 (1)定义：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现象，叫作超重(overweight)现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力，这种现象被叫作完全失重状态． (2)产生条件：加速度a＝g，方向竖直向下． 【思考】 (1)物体向上运动时一定处于超重状态．( ) (2)物体减速向下运动时处于失重状态．( ) (3)物体处于失重状态时重力减小了．( ) (4)超重就是物体的重力变大的现象．( ) (5)减速上升的升降机内的物体对地板的压力小于重力．( ) (6)做自由落体运动的物体处于完全失重状态．( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ 【教材解疑】(第106、107页) [思考与讨论] 人站在力传感器上完成下蹲动作．观察计算机采集的图线．图1呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况． 很明显，图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小，后变大，再变小，最后保持某一数值不变的全过程． 如图2，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况． 请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况． 问题解答：人“站起”过程中，先是加速上升超重，到达一个最大速度后再减速上升失重，所以人“站起”过程先超重再失重． [做一做] 在电梯地板上放一台体重计．站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化． 问题解答：设电梯向上运行，电梯启动过程体重计的示数变大且大于重力，人处于超重状态；电梯在制动过程中体重计的示数减小且小于重力，人处于失重状态；电梯在运行过程中体重计的示数不变且等于重力，人既不失重也不超重. 课 堂 探 究 主题一 对超重与失重的理解 1．重力与视重 (1)重力：是地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化． (2)视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．超重和失重的实质 (1)超重时，物体所受支持力(或拉力)与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体的重力． (2)失重时，物体所受支持力(或拉力)与物体重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体的重力． (1)超重与失重不是物体本身重力变了，而是“视重”变化了． (2)超重或失重都属于一种现象，是“力”的视觉体现. 空间站中的宇航员处于完全失重状态 3.超重、失重常对应的物体运动状态 (1)超重对应的运动状态：向上加速运动，向下减速运动． (2)失重对应的运动状态：向上减速运动，向下加速运动． 4．对完全失重的解释 当物体具有向下的加速度g时，设支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的 ... ...
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