教学课题：用超重和失重解题
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教学随笔
一．超重和失重
放在水平面上的物体对支持面的压力或对竖直绳的拉力大于 物体的重力，叫做超重；当支持力或拉力小于物体的重力时，叫做失重。当压力或拉力为0时，叫完全失重。
注意：超重或失重都并不是物体的重力增大或减小了，而是指物体对支持面的压力或拉力比重力大或小，完全失重也不是重力消失。在发生这些现象时，重力都仍然存在，而且不变。
视重变了，实重未变。
在处于完全失重的系统中，平常由重力产生的物理现象都会消失，比如单摆停摆，不再有沉、对流等，无所谓上方、下方，泼出去的水可悬浮在空中缩成球形。
例：质量为m的物体，放在升降机中，求下列情况下，物体对升降机底板的压力。
① 升降机以加速度a匀加速上升；
② 升降机以加速度a匀减速上升；
③ 升降机以加速度a匀加速下降；
④ 升降机以加速度a匀减速下降。
解：取向上为正。
① 加速上升，a向上。
N-mg=ma
N=m(g+a)
② 减速上升，a向下。
N-mg=-ma
N=m(g-a)
③ 加速下降，a向下。
N-mg=-ma
N=m(g-a)
④ 减速下降，a向上
N-mg=ma
N=m(g+a)
由上可见，当物体有向上的加速度时，物体处于超重状态；当物体有向下的加速度时，物体处于失重状态。
练习：1、一个人蹲在磅秤上不动时，称其重力为G，当此人突然站起时，在整个站起过程中，磅秤的读数为( )
A.先小于G，后大于G B.先大于G，后小于G
C.大于G D.小于G?
(知识点：牛顿第二定律、超重和失重，要求学生分析清整个运动情景。)
解：A。
2、如图，m1和m2是叠放在一起的两木块，现将它们一起以初速度v斜向上抛出，不考虑空气阻力，抛出后m2的受力情况是：
A、只受重力；
B、受重力和m1的压力作用；
C、受重力、m1的压力和摩擦力作用；
D、所受合力的方向与初速度方向一致。
分析：系统具有向下的加速度g，处于完全失重状态，m1也处于完全失重状态，对m2无压力，故也无摩擦力。
解：A。
3、三个质量均为M的相同形状的劈块放在地面上，另有三个相同木块(质量为m),分别从劈块顶沿斜面下滑，由于动摩擦因数不同，第一个加速下滑，第二个匀速下滑，第三个减速下滑，三个劈块均不动。设下滑过程中劈块对地面的压力分别是N1、N2、N3，则：
A、N1>N2>N3； B、N1=N2=N3；
C、N1<N2<N3； D、N2<N1<N3；
解：C。
二、用超失、重解题
例1、(《金版教程》P89 例2)质量为2kg的物体，挂在电梯的弹簧下端。当电梯以5m/s2的加速度竖直加速下降时，求弹簧称的示数(g=10m/s2)。
分析：电梯和物体以5m/s2向下加速，物体失重ma=2×5=10N,则物体的“重力”20-10=10N
解：10N。
例2、(《金版教程》P89 例1)原来作匀速运动的木箱内，有一被伸长弹簧拉住、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示。现发现A突然被弹簧拉向右方。由此可判断，木箱的运动可能是：
A、加速下降； B、减速上升；
C、匀速向右运动； D、加速向左运动。
分析：原来拉力与摩擦力平衡，现物体被拉动，表明摩擦力减小了，因此压力减小了，物体处于失重状态。
另一种原因是木箱向左加速，由于惯性，木箱向右运动。
解：A、B、D。
例3、《金版教程》P92 例5
直接用超重解。设此时能举起的质量为m，物体重力增加了masin300，则mg+masin300=550，得m=50kg。
练习：1、质量为m的物体沿质量为M的静止光滑斜面下滑，斜面倾角为α。水平地面对斜面体的支持力为________。
解：(M+m)-mgsin2α
2、如图3―18所示，底坐A上装有一根直立长杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的环B，它与杆有摩擦，当环从底座以初速度向上飞起时（底座保持静止，环的加速度为a1，环下落时，环的加速度为a2(方向向下)。求环在升起和下落的过程中，底坐对水平的压力分别是 和 。
解：⑴、环升起时，加速度a1向下，失重ma1。将A、B视为一个整体。
N=(M+m)g-ma1=Mg-m(a1-g)
⑵、环下落时，加速度a2向下，失重ma2。将A、B视为一个整体。
N=(M+m)g-ma2=Mg-m(a2-g)
答：此题应填Mg－m(a1－g),Mg－m(a2－g)。
3、如图，在轻杆两端分别固定两个质量均为m的金属球A、B，杆可绕光滑轴O在竖直平面内转动，OA=a，OB=2a。开始时杆水平放置。不计空气阻力，求杆转到竖直位置时，轴O受到的力的大小。
解：设杆竖直时，角速度为ω，将A、B及杆视为一个整体，O受的力等于A、B的重力与B的超重部分之和减去A的失重部分，即：
N=2mg+mω2×2a-mω2a
杆从水平位置到竖直的过程中，系统机械能守恒
mg×2a-mga=m(ωa)2/2+m(2ωa)2/2
得 N=12mg/5
4、《金版教程》P101 【培养素质】1、3
【提升能力】2、7
【才华展示】3
教学后记：