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1、超重和失重教案本讲稿第一页，共二十四页目录 1、复 习、导入新课、新课教学、巩固练习、内容总结 6、作业与思考本讲稿第二页，共二十四页复习：复习：同一直线上几个力的合成牛顿第二定律牛顿第三定律本讲稿第三页，共二十四页电梯里的怪现象动画本讲稿第四页，共二十四页3.7 超重和失重本讲稿第五页，共二十四页平平平平衡衡衡衡时时时时FG1 1 1 1、弹簧秤挂一重物、弹簧秤挂一重物、弹簧秤挂一重物、弹簧秤挂一重物G G G G保持静止时，保持静止时，2 2、弹簧秤和物体一起加速上升时、弹簧秤和物体一起加速上升时,3 3、弹簧秤和物体一起加速下降时、弹簧秤和物体一起加速下降时,FGaaFG弹簧秤示数弹簧秤
2、示数弹簧秤示数弹簧秤示数 F=GF=G弹簧秤示数大于物体的重力，即：弹簧秤示数大于物体的重力，即：弹簧秤示数大于物体的重力，即：弹簧秤示数大于物体的重力，即：F GF G弹簧秤示数小于物体的重力，即：弹簧秤示数小于物体的重力，即：弹簧秤示数小于物体的重力，即：弹簧秤示数小于物体的重力，即：F GF G G由牛顿第三定律可知：物由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力体对弹簧秤的拉力F=F=F GF G总结：总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。物体所受重力的现象称为超重现象。mgFmgFFFF理论分析 本讲稿第七
3、页，共二十四页（二）失重现象（二）失重现象 设重物的质量为设重物的质量为设重物的质量为设重物的质量为mm，弹簧秤和重物有以加速，弹簧秤和重物有以加速，弹簧秤和重物有以加速，弹簧秤和重物有以加速度度度度 下降下降时，重物受力如图：时，重物受力如图：F F合合 =G-F=m G-F=m 故：故：F=G-m F=G-m G G由牛顿第三定律可知：由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力物体对弹簧秤的拉力F F=F G=F G总结：总结：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。物体所受重力的现象称为失重现象。F F aFmgFm
4、g 返回本讲稿第八页，共二十四页减速上升减速上升减速上升减速上升F F支支支支G G G 超重超重超重超重加速下降加速下降加速下降加速下降F F支支支支G G G 超重超重超重超重 总结：物体具有总结：物体具有向上的向上的加速度（即加速上加速度（即加速上升或减速下降）时，它就处于升或减速下降）时，它就处于超重超重状态；物体状态；物体具有具有向下的向下的加速度（即减速上升或加速下降）时，加速度（即减速上升或加速下降）时，它就处于它就处于失重失重状态。状态。mv mv mv mvNG小结NGGN GN本讲稿第九页，共二十四页本讲稿第十页，共二十四页本讲稿第十一页，共二十四页 当重物向下的加速度当重
5、物向下的加速度 =时，时，F F合合=m=m-0-0 该该物体对悬挂物的拉力物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力或对支持物的压力)为零，为零，这就是这就是“完全失重完全失重”现象。现象。返回本讲稿第十二页，共二十四页完全失重的情况下所有和完全失重的情况下所有和重力有关重力有关的仪器都无的仪器都无的仪器都无的仪器都无法使用！法使用！法使用！法使用！弹簧测力计无法测量物体的重弹簧测力计无法测量物体的重弹簧测力计无法测量物体的重弹簧测力计无法测量物体的重力，力，力，力，但仍能测量拉力但仍能测量拉力或压力的大小。或压力的大小。无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量本讲稿第十三页，共二十四页介
6、绍太空生活演示实验：演示完全失重现象演示实验：演示完全失重现象演示实验：演示完全失重现象演示实验：演示完全失重现象本讲稿第十四页，共二十四页 介绍太空生活介绍太空生活介绍太空生活介绍太空生活太空是个充满魅力的神奇世界，在太空的生活更是个充满魅力、太空是个充满魅力的神奇世界，在太空的生活更是个充满魅力、太空是个充满魅力的神奇世界，在太空的生活更是个充满魅力、太空是个充满魅力的神奇世界，在太空的生活更是个充满魅力、令人好奇的神奇话题。令人好奇的神奇话题。令人好奇的神奇话题。令人好奇的神奇话题。太空环境与地球环境大不相同，那里没有空气，没有重力，充太空环境与地球环境大不相同，那里没有空气，没有重力，
7、充太空环境与地球环境大不相同，那里没有空气，没有重力，充太空环境与地球环境大不相同，那里没有空气，没有重力，充满危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内，有足满危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内，有足满危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内，有足满危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内，有足够的空气供你呼吸，良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空够的空气供你呼吸，良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空够的空气供你呼吸，良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空够的空气供你呼吸，良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空辐射，只是辐射，只是辐射，只是辐射，只是“
8、失重失重失重失重”会给生活带来一些麻烦会给生活带来一些麻烦会给生活带来一些麻烦会给生活带来一些麻烦如果用地球上的方式去太空生活，那肯定会闹出很多大笑话。比如果用地球上的方式去太空生活，那肯定会闹出很多大笑话。比如果用地球上的方式去太空生活，那肯定会闹出很多大笑话。比如果用地球上的方式去太空生活，那肯定会闹出很多大笑话。比如吃饭，你端着一碗米饭，那饭会一粒粒飘满你的座舱，你张着如吃饭，你端着一碗米饭，那饭会一粒粒飘满你的座舱，你张着如吃饭，你端着一碗米饭，那饭会一粒粒飘满你的座舱，你张着如吃饭，你端着一碗米饭，那饭会一粒粒飘满你的座舱，你张着嘴可能一粒也吃不着；而你闭上嘴时，饭粒却可能飘进你的鼻
9、孔嘴可能一粒也吃不着；而你闭上嘴时，饭粒却可能飘进你的鼻孔嘴可能一粒也吃不着；而你闭上嘴时，饭粒却可能飘进你的鼻孔嘴可能一粒也吃不着；而你闭上嘴时，饭粒却可能飘进你的鼻孔呛你个半死。你想躺在床上睡个舒服觉，可是你会发现太空中找呛你个半死。你想躺在床上睡个舒服觉，可是你会发现太空中找呛你个半死。你想躺在床上睡个舒服觉，可是你会发现太空中找呛你个半死。你想躺在床上睡个舒服觉，可是你会发现太空中找不到上下的界限，不到上下的界限，不到上下的界限，不到上下的界限，“躺躺躺躺”和和和和“站站站站”几乎没有什么区别几乎没有什么区别几乎没有什么区别几乎没有什么区别本讲稿第十五页，共二十四页那么宇航员们是如何在
10、太空中吃饭与睡眠的呢？那么宇航员们是如何在太空中吃饭与睡眠的呢？宇航员的食物丰富多彩，从最初的十几种已经发展到了宇航员的食物丰富多彩，从最初的十几种已经发展到了100100多种。宇航员每天一般吃多种。宇航员每天一般吃4 4顿饭，一周之内的食谱不重复。有人顿饭，一周之内的食谱不重复。有人以为宇航员的食品都是做成牙膏状的挤着吃，肯定很乏味，其实这以为宇航员的食品都是做成牙膏状的挤着吃，肯定很乏味，其实这是早期宇航员的状况，现在早已今非昔比了。宇航员可以在太空中是早期宇航员的状况，现在早已今非昔比了。宇航员可以在太空中吃到香肠馅饼、辣味烤鱼、土豆烧牛肉、奶油面包、豆豉肉汤、金吃到香肠馅饼、辣味烤鱼、
11、土豆烧牛肉、奶油面包、豆豉肉汤、金枪鱼沙拉、饼干、巧克力、酸奶、果脯、果汁等各种各样的佳肴，枪鱼沙拉、饼干、巧克力、酸奶、果脯、果汁等各种各样的佳肴，美国宇航员甚至可以喝到他们爱喝的可口可乐。不过，宇航员吃饭美国宇航员甚至可以喝到他们爱喝的可口可乐。不过，宇航员吃饭并不能随心所欲。他们必须按地面营养师为他们配制好的食谱用餐。并不能随心所欲。他们必须按地面营养师为他们配制好的食谱用餐。美国航天飞机上的宇航员吃饭时，先把标有第几天第几顿字样的塑美国航天飞机上的宇航员吃饭时，先把标有第几天第几顿字样的塑料袋从食品柜中取出。每个塑料袋里装有料袋从食品柜中取出。每个塑料袋里装有7 7种食品，供一名宇航种
12、食品，供一名宇航员食用。太空食品均为脱水食品，临吃前可把食物放入一个员食用。太空食品均为脱水食品，临吃前可把食物放入一个碗形的容器中，再用注射器将一定数量的水注进容器，然后碗形的容器中，再用注射器将一定数量的水注进容器，然后再放进烤箱里加热。一顿饭不超过半小时就可以再放进烤箱里加热。一顿饭不超过半小时就可以“做做”好。好。本讲稿第十六页，共二十四页 非同一般的吃饭动作非同一般的吃饭动作 太空餐桌是特制的。它具有磁性，能吸住刀、叉、勺、碗、太空餐桌是特制的。它具有磁性，能吸住刀、叉、勺、碗、盘等餐具，桌上装有水冷却器和加热器。吃饭时，宇航员必须盘等餐具，桌上装有水冷却器和加热器。吃饭时，宇航员必
13、须先把脚固定在地板上，把身体固定在座椅上，以免飘动。面对先把脚固定在地板上，把身体固定在座椅上，以免飘动。面对摆在餐桌上的饭菜，你千万不要着急，一定要注意端碗、夹饭、摆在餐桌上的饭菜，你千万不要着急，一定要注意端碗、夹饭、张嘴、咀嚼一连串动作的协调。端碗要轻柔，动作太猛，饭会张嘴、咀嚼一连串动作的协调。端碗要轻柔，动作太猛，饭会从碗里飘出去；夹饭、夹菜要果断，夹就要夹准、夹住，最好从碗里飘出去；夹饭、夹菜要果断，夹就要夹准、夹住，最好不要在碗里乱拨拉，以免饭菜飘走，使用叉子效果最好；饭菜不要在碗里乱拨拉，以免饭菜飘走，使用叉子效果最好；饭菜夹住后，张嘴要快，闭嘴也要快，因为即使是放到嘴里的食物
14、，夹住后，张嘴要快，闭嘴也要快，因为即使是放到嘴里的食物，不闭嘴它也会不闭嘴它也会“飞飞”走；咀嚼时节奏要放慢，细嚼慢咽利于消走；咀嚼时节奏要放慢，细嚼慢咽利于消化，还可以减少体内废气的产生和排泄，避免宇航员生活环境化，还可以减少体内废气的产生和排泄，避免宇航员生活环境的污染。的污染。有些人最喜欢在吃饭时聊天神侃，而在太空吃饭最忌讳的就有些人最喜欢在吃饭时聊天神侃，而在太空吃饭最忌讳的就是边吃边说。边吃边说会使嘴里嚼碎的食物碎末飞出嘴外，飘是边吃边说。边吃边说会使嘴里嚼碎的食物碎末飞出嘴外，飘在餐厅或生活舱里，宇航员稍不注意吸进鼻腔就容易呛到肺里在餐厅或生活舱里，宇航员稍不注意吸进鼻腔就容易呛
15、到肺里发生危险。发生危险。本讲稿第十七页，共二十四页 奇异睡姿奇异睡姿 睡姿奇异，是说宇航员在太空失重环境中找不到睡姿奇异，是说宇航员在太空失重环境中找不到“躺躺”的感觉。在地球重力环境，人们习惯于把地心引力的方向定的感觉。在地球重力环境，人们习惯于把地心引力的方向定为为“下下”，把，把“天天”的方向定为的方向定为“上上”，也就是人们常说的，也就是人们常说的“脚踩大地，头顶蓝天脚踩大地，头顶蓝天”。可是到了失重的环境里，人们失。可是到了失重的环境里，人们失去了去了“上上”“”“下下”的参照坐标，脚踩不到地，四周全是天，的参照坐标，脚踩不到地，四周全是天，你根本分不清上、下，因此，睡觉也就没有了
16、你根本分不清上、下，因此，睡觉也就没有了“平躺平躺”一说。一说。由于无论站着、躺着，还是趴着都可以入睡，所以宇航员睡由于无论站着、躺着，还是趴着都可以入睡，所以宇航员睡觉可以飘在太空舱里睡，挂在墙上睡，绑在床上睡，也可以觉可以飘在太空舱里睡，挂在墙上睡，绑在床上睡，也可以吊在梁上睡，靠在桌边睡。吊在梁上睡，靠在桌边睡。不过大多数宇航员不习惯飘荡着睡。一旦从飘浮睡眠中醒来，他不过大多数宇航员不习惯飘荡着睡。一旦从飘浮睡眠中醒来，他们会产生一种掉进万丈深渊的感觉。为了获得安全感，宇航员一般们会产生一种掉进万丈深渊的感觉。为了获得安全感，宇航员一般睡在固定的床上或固定在墙壁上的睡袋里，睡袋拉紧后能给
17、人体施睡在固定的床上或固定在墙壁上的睡袋里，睡袋拉紧后能给人体施加一定的压力，使人消除那种飘飘欲坠的恐慌感。加一定的压力，使人消除那种飘飘欲坠的恐慌感。本讲稿第十八页，共二十四页 千万别把手脚伸出被千万别把手脚伸出被外 有人睡觉习惯把手或腿放在被子外面。这在地面有人睡觉习惯把手或腿放在被子外面。这在地面上看来是很正常的现象，可是在太空环境里，却是很上看来是很正常的现象，可是在太空环境里，却是很危险的。太空失重，睡眠中人的四肢会不受躯干支配危险的。太空失重，睡眠中人的四肢会不受躯干支配而四处飘动。一名前苏联宇航员有一次把手臂放在睡而四处飘动。一名前苏联宇航员有一次把手臂放在睡袋外睡觉，醒来后突然
18、发现有两只大手向他脸上飘来，袋外睡觉，醒来后突然发现有两只大手向他脸上飘来，吓了他一大跳。原来这飘动的两只大手正是他自己的吓了他一大跳。原来这飘动的两只大手正是他自己的手。吓一跳还是小事，如果宇航员睡着后，失控的手。吓一跳还是小事，如果宇航员睡着后，失控的“自由自由”之手、之手、“自由自由”之脚万一无意中碰到了什么开之脚万一无意中碰到了什么开关、什么仪器，那太空舱的安全、宇航员的生命岂不关、什么仪器，那太空舱的安全、宇航员的生命岂不成了大问题？所以，在太空中睡觉，千万注意把手、成了大问题？所以，在太空中睡觉，千万注意把手、脚放进睡袋里。脚放进睡袋里。本讲稿第十九页，共二十四页 例例1：一个质量
19、为：一个质量为70kg的人乘电梯下楼。快到此的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以人要去的楼层时，电梯以3 m/sm/s2 2的加速度匀减速的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（取下降，求这时他对电梯地板的压力。（取g=10 m/sm/s2 2）说明：从上面的实验和例题可以看出，不论物体从上面的实验和例题可以看出，不论物体是向上运动还是向下运动，只要是向上运动还是向下运动，只要加速度方向竖加速度方向竖直向上直向上，就必然产生超重现象。，就必然产生超重现象。如果电梯匀速运动或静止时人对电梯地板如果电梯匀速运动或静止时人对电梯地板压力又是多大？压力又是多大？本讲稿第二十页，共二十四
20、页练习练习2 2、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为、一个人站在医用体重计的测盘上，不动时读数为G，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（，此人在下蹲过程中，磅秤的读数（）A A A A、先大于、先大于GG，后小于，后小于G BG BG BG B、先小于、先小于G G，后大于，后大于GGGG C C C C、大于、大于、大于、大于G DG DG DG D、小于、小于GGGG过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度增加，具过程分析：人下蹲是由静
21、止开始向下运动，速度增加，具过程分析：人下蹲是由静止开始向下运动，速度增加，具过程分析：人下蹲是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，故还有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度变为零，故还有向下的加速度（失重）；蹲下后最终速度变为零，故还有向下的加速度（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）。有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。有一个向下减速的过程，加速度向上（超重）。B B人在站起过程，情况又是怎样人在站起过程，情况又是怎样？思考思考本讲稿第二十一页，共二十四页练习练习
22、练习练习3 3 3 3、原来做匀速运动的升降机内，有一被、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A A静止静止静止静止在底板上，如图，现发现在底板上，如图，现发现在底板上，如图，现发现在底板上，如图，现发现A A A A突然被弹簧拉向右方，突然被弹簧拉向右方，突然被弹簧拉向右方，突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是由此可以判断，此升降机的运动可能是由此可以判断，此升降机的运动可能是由此可以判断，此升降机的运动可能是:():():():()A A A A、加速上升、加速上升、加速上升、加速上升 B B、减速上升、减速
23、上升、减速上升、减速上升 C C、加速下降、加速下降、加速下降、加速下降 D D、减速下降、减速下降、减速下降、减速下降BC分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，分析：匀速运动时物体所受静摩擦力等于弹簧拉力，若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变若物体突然被拉向右方，则所受摩擦力变小，压力变小，故物体加速度向下，所以升降机可能小，故物体加速度向下，所以升降机可能向上减速向上减速或或向下加速向下加速本讲稿第二十二页，共二十四页1 1、超重超重超重超重和和和和失重失重失重失重是一种物理现象。是一种物理现象。是一种物理现象。是一种物理现象。2 2、物体是超重还是失重是由、物体是超重还
24、是失重是由、物体是超重还是失重是由、物体是超重还是失重是由的方向来判定的，与的方向来判定的，与的方向来判定的，与的方向来判定的，与v v方向无方向无方向无方向无关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。关。不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规规规规律律律律 向上向上 F G F G 超重状态超重状态 向下向下 F G F G 失重状态失重状态本节内容总结本节内容总结问题处理的一般思路：问题处理的一般思路：1 1、确定研究对象；、确定研究对象；、确定研究对象；、确定研究对象；2 2、对研究对象进行受力
25、分析、对研究对象进行受力分析、对研究对象进行受力分析、对研究对象进行受力分析,确定加速度的确定加速度的确定加速度的确定加速度的方向；方向；方向；方向；3 3、列出方程或方程组；、列出方程或方程组；、列出方程或方程组；、列出方程或方程组；4 4、求解方程，并对结果做必要说明。、求解方程，并对结果做必要说明。、求解方程，并对结果做必要说明。、求解方程，并对结果做必要说明。本讲稿第二十三页，共二十四页课后作业课后作业一、书面作业：一、书面作业：P P5959 练习六练习六练习六练习六 （1 1）、（）、（）、（）、（2 2）、（）、（）、（）、（3 3）二、课后思考与实践二、课后思考与实践二、课后思
26、考与实践二、课后思考与实践1 1、小论文、小论文、小论文、小论文 描述宇航员在太空中的生活。描述宇航员在太空中的生活。描述宇航员在太空中的生活。描述宇航员在太空中的生活。2 2、找一个用过的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手按、找一个用过的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手按、找一个用过的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手按、找一个用过的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一个洞，用手按住洞，里面装住洞，里面装住洞，里面装住洞，里面装 上水，移开手指，水从洞中射出。这是为什么？上水，移开手指，水从洞中射出。这是为什么？上水，移开手指，水从洞中射出。这是为什么？上水，移开手指，水从洞中射出。这是为什么？如果放开手，让瓶子自由落下，观察在下落的过程中水是否从洞如果放开手，让瓶子自由落下，观察在下落的过程中水是否从洞如果放开手，让瓶子自由落下，观察在下落的过程中水是否从洞如果放开手，让瓶子自由落下，观察在下落的过程中水是否从洞中射出？实际做一做，并解释这一现象？中射出？实际做一做，并解释这一现象？中射出？实际做一做，并解释这一现象？中射出？实际做一做，并解释这一现象？本讲稿第二十四页，共二十四页