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《超重及失重》延伸及拓展中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）22-314-01 在科技迅猛发展，知识日新月异，科技竞争日益激烈的今天，大多数教育人士已经普遍认识到，能力的高低在一定程度上，表现为掌握方法的多少和熟练程度。因此，物理教学中既应该让学生掌握物理学的概念和规律，更应该让学生重视科学的态度和科学的方法。以下内容是在学生学习了“超重与失重”知识后，我对该部分知识点进行的延伸与拓展应用。 在一般情况下，物体的重力大小和方向可以认为是不变的，跟物体所处的运动状态无关，我们叫做实重，大小为mg，方向竖直向下。用弹簧秤称物体的重力的时，其读数跟物体的运动状态有关，弹簧秤的读数叫做视重。当物体静止或匀速直线运动时，视重等于实重，为mg；当其具有竖直向上方向的加速度a时（加速上升或减速下降），视重大于实重的现象叫做超重，此时视重等于m（g+a）（由牛顿第二定律可得）；当物体具有竖直向下方向的加速度a时（加速下降或减速上升），视重小于实重的现象叫做失重，此时视重等于m（g-a）；当物体做自由落体运动时，视重等于零的现象叫做完全失重。 下面我从几个例题出发，突出强调方法的重要性。 例1：质量为m的物块放在升降机内倾角为β的斜面上，随升降机一起以大小为a的加速度向上加速运动。求：此时物块对斜面体的压力和静摩擦力。 解法一：常规解法 对物体m进行受力分析。如图所示，物体受到三个力的作用，分别是重力G、支持力N和摩擦力f。 应用正交分解法。将加速度分解到平行于斜面和垂直于斜面的方向上。然后再将重力也分解到这两个方向上。 根据牛顿第二定律列方程： N-Gcosβ=macosβ （1） f-Gsinβ=masinβ （2） 由（1）（2）分别解得N=mgcosβ+macosβ=m（g+a）cosβ f= mgsinβ+masinβ=m（g+a）sinβ 解法二：“视重”法 当升降机静止时，利用平衡条件列方程解得物块对斜面体的压力值为mgcosβ，静摩擦力则为mgsinβ。 当升降机以加速度a向上加速运动时，物体m处于超重状态，物体的“视重” 为m（g+a），我们只要将升降机静止时得出的结论中的mg全部用m（g+a）代替就可以了。所以本题中的物体对斜面体的压力值为m（g+a）cosβ，静摩擦力的值为m（g+a）sinβ。 通过比较上述两种解法，可以看出“视重”法更具有优势，所以老师要善于总结方法，解放学生的思维，让学习更加轻松。 例2：质量为M、倾角为θ的斜面体静止在水平面上，质量为m的物块在斜面上以加速度a加速下滑，则此时斜面体对地面的压力为多少？ 分析：如果用常规解法，应该先对物体m 进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解。再对物体M进行受力分析，再根据物体平衡条件列方程求解。 但如果应用“视重”法，则可以一口报出结果，解法如下。 解析：我们知道当物块静止于斜面体上时，斜面体对地面的压力值为Mg+mg。当物体m以加速度a加速下滑时，就意味着物体m失重，物体m在竖直方向上失去了多少呢？为masinθ。而物体M在竖直方向上没有加速度，所以物体M并没有失重。因此，斜面体对地面的压力大小为N=Mg+m（g- asinθ）。 我们还可以这样理解：当物块静止于斜面体上时，斜面体对地面的压力值为Mg+mg，当物体m有沿斜面向下的加速度a时，物体m失重，物体的“视重”为m（g- asinθ）；而物体M在竖直方向上没有加速度，所以物体M的“视重”就等于自身的重力为Mg，所以此时斜面体对地面的压力为N=Mg+m（g- asinθ） 。 例3：如图所示，质量为M的支架放在水平地面上，在支架的竖直杆上套有一个质量为m的圆环，该圆环从静止开始匀加速下降，加速度为a，则支架对地面的压力为多大？ 解析：当小环静止时，把小环和支架作为整体研究，对整体进行受力分析得到支架对地面的压力为Mg+mg。当小环以加速度a加速下滑时，小环处于失重状态，小环的“视重”为m（g-a） 。所以支架对地面的压力为N=Mg+m（g-a） 通过这节课的教学，我觉得作为一名物理老师，我们不仅要指导学生记住定理、定律的内容和公式还要让学生记住典型的解题方法，似是而非、似非而是的例子，特别有用的二次结论，甚至三次结论，这样可以提高解题速度。要求学生应自觉编织知识网络，自己总结，强化用已学知识解决未学问题，再进一步提高到用新学知识解决未学问题。学生应该掌握各种学习方法，将知识最大化地转化为能力。 1