超重和失重教学设计11

《超重和失重》教学设计方案教学任务分析本部分内容讲述超重和失重现象及其产生原因，为了使学生对超重和失重有一个感性认识，可设计一个简易的实验：让一位同学在体重计上静止、突然下蹲、突然起立，请另一位同学观察指针变化，从而使学生明确：超重不是重力增加，始终不是重力减少。对超重和失重理解可以从运动学和动力学两个角度理解。运动学角度：当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态；当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态。动力学角度：当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态。前者为表象，后者为本质，两者为递进关系，而加速度的方向可以由运动状态或合外力方向来判断。超重和失重是生活中的常见现象，因此讲解本部分内容时应尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，过程应多安排些学生的动手实验机会，让学生有切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学生对超失重的理解。教学对象分析1、自然状况：学生为重点班学生，学生的学习基础较好，思维较活跃；2、知识基础：前面学生已经学习并较好掌握了运动学和牛顿运动定律知识这为超重和失重学习打下一个比较好的基础；教学设计思想1、以实验探究为核心（1）通过观摩录像和学生小实验，感受超重和失重现象；（2）通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质；（3）通过讨论、交流，通过类比、归纳，得出由物体加速度方向判断出现超重或失重现象的规律。2、以问题为引导（1）为什么体重计的读数会忽大忽小？（2）什么条件下会产生超重现象？什么条件下会产生超重现象？（3）体重计的读数能否为零？3、以太空中的超失重现象为背景航天飞机内的完全失重现象；教学目标设计一、知识与技能1、了解超重和失重现象，认识超重和失重现象的本质；2、能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象；3、知道完全失重状态的特征和条件，知道人造卫星中的物体处于完全失重状态；4、运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。二、过程与方法1、采用“情景——问题——探究——讨论”的开放式教学法，培养学生的观察能力，分析能力和对知识的迁移能力；2、通过分组实验探究，让学生在观察、思考、提问、猜想、实验、交流、比较、归纳活动中亲身体验、认识生活中的超重和失重现象。进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。三、情感态度与价值观1、在教师的引导和鼓励下培养学生敢于探索、敢于提问、勇于创新的科学精神2、让学生了解物理知识在生产、生活和科学技术中的应用，渗透“学以致用”的思想，通过运用超重与失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律是有价值的；3、通过观看有关杨利伟在太空的视频片段，了解我国航天事业的发展，激发民族自豪感激发学生爱国热情和学习的动力。教学的重点与难点重点：把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系；难点：超重和失重只与物体加速度的方向有本质联系，与物体速度的方向并没有本质联系教学策略及教法设计教材直接根据牛顿运动定律得出超重和失重的含义，这样导致学生缺乏对超重和失重的进一步理解，更无法对超重和失重的现象现身体验，基于以上原因，利用现代信息技术平台展示直观的录像，进行探究性实验设计，体验物理的探究过程，尝试应用科学探究的方法研究超重和失重，充分体现了学生的主体地位。实验法和讲练法结合，由生活实例引入，通过学生观察讨论得出相关的知识点，抽象出物理模型，再设计实验验证，最后让学生学以致用，解决生活中相关的问题。教学资源教师演示器材：视频材料（神舟五号飞船升空的相关片断、在电梯中进行的超重失重演示实验）教学媒体设计利用录像和多媒体课件直观展示教学内容教学过程设计教师活动学生活动点评一、创设问题背景（学生演示）从生活中称体重时要注意的问题，问：若蹲下起立体重计将如何变化？从而引入课题二、观察讨论总结（多媒体展示录像，板书分析过程）1、为什么体重计的读数会忽大忽小？2、解释体重计工作原理3.什么条件下会产生超重现象，什么条件下会产生失重现象？总结原因。三、理论推导（板书推导）1.用牛顿第二定律分析物体具有向上的加速度时物体对悬挂物拉力或对支撑物压力大于重力2．用牛顿第二定律分析物体具有向下的加速度时物体对悬挂物拉力或对支撑物压力小于重力四、定性研究（实验探究）指导学生进行实验设计学生按要求演示称体重，猜想蹲下起立时体重计的变化过程1、记录电梯上升和下降过程体重计读数变化2、从实验现象得出超重和失重概念，进一步深入分析讨论产生超重现象和失重现象的原因。超重：向上的amaGFmamgFFG失重：向下的amaFGmamgFFG设计实验说明起重机开始吊起重物和放下重物时总是很缓慢的原因学生通过实验寻找证据，证实自己的猜想。提高学生的发散思维能力。提高学生的全面综合分析问题能力从理论上进行数学证明，加深对超失重的理解全体动脑动手，体现学生的主体作用五、定量分析、思考讨论（课件展示问题）1、例：假设一质量为50KG的同学站在电梯内的体重计上，电梯以0.5m/s的加速度匀加速上升该同学处于什么状态？该同学对体重计的压力为多大？体重计的读数为多少？2、假如体重计读数为45kg，试判断电梯的可能运行情况。3、体重计的读数能否为零。六、知识拓展与课外探究（多媒体展示录像和问题）视频展示太空中宇航员的生活工作情景并提出相应问题：1.神舟五号升空时杨利伟处于什么状态？返回舱返回地面时他又处于什么状态七、巩固练习向上抛出手的粉笔在上升过程和下落过程中处于什么状态？1、认真审题，做题。2、将知识理解、消化。认真思考，发散思维，合理展开想象。正确表达结果的依据增强学生用理论解决实际问题的能力据此激发学生的问题意识，拓宽学生的思维空间；将有限的课堂延伸到课外。教学流程图学生猜想体重计读数可能变化过程理论研究加速度向上时运用牛顿运动定律进行分析加速度向下时运用牛顿运动定律进行分析指出体重计压力大小和加速度大小的关系思考讨论讨论结果：超重和失重仅有加速度方向决定：定性研究学生利用所学知识设计实验利用实验证明起重机吊起和吊下重物时缓慢的原因情景引入入观察记录学生演示体重计上突然蹲下和突然起立过程引导观察并记录体重计读数变化学生表述记录体重计读数变化过程指出体重计读数变化的原因概念提出超重和失重的概念教师学生共同进行课堂小结课堂小结巩固练习抛出手的粉笔上升和下落过程处于何状态知识拓展课外探究布置有关太空飞船完全失重的研究课题播放神州五号视频并提出相关问题定量分析思考讨论思考讨论及时利用例题巩固所学知识利用例题中体重计读数变化过度到完全失重的概念播放太空中处于完全失重状态视频板书设计超重：向上的a，取向上为正，以人为对象进行分析：(画受力图)由牛顿第二定律F合=ma有FN-mg=maFN=mg+ma失重：向下的a，取向下为正，以人为对象进行分析：(画受力图)由牛顿第二定律F合=ma有FN-mg=maFN=mg+ma完全失重：当FN=0时，a=g，方向向下电梯上行读数（与静止时读数比较）开始：偏大（大于）FNG超重a中间：相等（等于）FN=Ga=0最后：偏小（小于）FNG失重a电梯下行开始：偏小（小于）FNG失重a中间：相等（等于）FN=Ga=0最后：偏大（大于）FNG超重amgFNamgFNa教学说明1.本节课创设了较多的学习情景——录像、探究实验，希望物理课堂更贴近生活，使物理知识真正走近学生，以此激发学生学习和探究的兴趣，从而积极、主动地发现问题、探究问题、解决问题，并在“究物说理”中获得真知，发展能力。2.本节课的重点是认识超重、失重现象的实质和产生原因。我在教学中通过“变速上升下降的电梯中放置的体重计的示数发生变化”这一情景，引导学生思考、讨论：“变化”的到底是什么？从“质量”到“重力”再到“压力”，探出了究竟后，再引导学生运用牛顿运动定律分析超、失重现象发生的动力学原因，使学生真正认识到超重和失重现象的本质。3.学生对力与运动关系的错误认识是根深蒂固的，——这是教学中的难点。在超重和失重的产生条件上，就有一些学生认为，当物体向上运动时出现超重现象，向下运动时出现失重现象。我在教学中通过引导学生比较“电梯的上升下降运动”和“抛出手的粉笔的上升下落运动”，使学生认识到，超重和失重只与物体加速度的方向有本质联系，与物体速度的方向并没有本质联系。