超重与失重教学设计

1超重和失重教学设计高一物理组：王瑞林2一、教材分析及处理【教材分析】本节课是学生学完力与运动、牛顿运动定律之后，知识的迁移和应用部分，旨在让学生运用牛顿运动定律分析生活中的现象，进一步理解和巩固牛顿运动定律。通过本节课的学习，提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，激发学生对航天科技的兴趣。【教材处理】超重与失重现象在我们生活中很常见，比如电梯的升降、过山车等等，教材选取从航天科技中超重与失重现象进行解释，这种方法难于在课堂上演示，不利于让学生身临其境感受超重和失重。从学生的心理特点出发，我通过学生亲身感受测量体重时人的下蹲运动，体重计示数的变化。让学生切身地、直观地感受超重与失重现象，以激发学生的学习兴趣。【教学设计思路】利用普通的实验器材（弹簧秤、钩码）及学生随处可见的饮料瓶、易拉罐设计一堂能够引导学生科学探究的新授课。本节课在设计时，回避了动画演示超、失重现象，而是尽量让学生亲自做实验，获得真实的体验。一方面可以培养学生求真求实的科学态度，提高自主学习的能力；另一方面，激发学生学习物理的兴趣，体验物理的研究方法。二、学情分析1．学生的知识基础学生已经学习了力与运动、牛顿运动定律等相关知识，为超重与失重学习打下了良好的基础。2．学生的兴趣特点高一年级的学生具有很强的好奇心，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强，对于学习内容贴近生活及有动手操作的物理课堂有较强的学习兴趣。3．学生的认知困难学习了重力的概念之后，有的学生简单认为超重是重力增加，失重是重力减少，完全失重是重力完全消失，也就是说学生在学习超重和失重现象时会受到一些概念的影响，不能正确地观察，缜密地推理，由感性认识提升为理性认识。三、教学目标知识技能：1、了解超重和失重现象，理解超重和失重的条件。2、运用牛顿第二定律分析超重和失重的原因。过程与方法：1、观察和感受超重、失重现象。2、经历探究产生超重、失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。情感、态度与价值观：1、通过探究性学习活动，培养学生的兴趣，增强自信心。2、用科学的观点解释身边的物理现象。教学重点难点：教学重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。教学难点：(1)产生超重和失重现象的实质；(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。四、教具：体重计、弹簧秤、钩码、矿泉水瓶、多媒体课件等五、【课时安排】1课时六、教法和学法：教法：自主探究、合作学习、启发式教学3学法：自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。七【教学过程】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【新课引入，提出问题】1学生活动：学生观察体重计示数的变化.2.提出问题，留有悬念。教师引导两位学生分工活动，一位学生站立体重计上，另一位学生观察示数。提出问题：人在下蹲时体重计示数变化的过程中，人的质量是否改变？人的重力是否改变？提出问题：那么示数为什么会改变？体重计的示数表示什么？（1）.静止站立（2）.突然下蹲学生回答：质量没有改变，重力也没有改变。设计意图：利用贴近生活且学生感兴趣的事例引出课题，有助于激发学生学习的兴趣，活跃课堂气氛。激发学生的求知欲望。同时为课堂教学埋下伏笔：区别实重和视重。【讲解仪器的工作原理，理解概念】引导学生理解超重与失重的概念。提出问题：1、体重计的示数表示什么？2、台秤上物体受几个？3、F1和F2什么关系？4、如果用弹簧称测量物体重力，它的示数表示什么？（提示学生知识的对比）学生回答：1.物体对体重计的压力（F2）2.重力和支持力F13.牛顿第三定律：F1=-F24.物体对弹簧的拉力F2在学生理解概念的基础上，引导学生建立正确的认识：测力计的示数表示的是钩码对它的拉力。GF1F2GF1F24超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况。失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况。5、教师引导学生理解实重和视重概书写板书第五节超重和失重学生思考，理解超重与失重的概念。借助课前的实验，逐步分析，让学生层层递进地理解超重与失重的概念。【分组实验，自主探究】引导学生分组实验，观察实验现象，感受超重与失重。【实验】把物体挂在弹簧秤下，用手带动弹簧秤和物体一起：1.静止（缓慢运动）2.向上加速运动3.向下加速运动观察弹簧秤的示数瞬间如何变化？教师引导学生分组实验，提醒实验操作注意事项及读数，提倡组内交流讨论。请一组同学分享观察到的实验现象。提出问题：1.你认为什么情况下会产生超重与失重？2.你能够用学过的牛顿第二定律解释吗？学生动手实验，认真观察实验现象，理解超重与失重的概念。学生回答1.静止（缓慢运动）：读数不变2.向上加速运动：读数变大3.向下加速运动：读数减小学生回答：物体在竖直方向上加速或者减速运动时候。引导学生进行实验探究，培养学生设计实验的能力，动手能力，共同合作，观察思考，分析归纳的能力。引导学生观察，发现问题：弹簧测力计上下运动时，读数发生变化。引导学生的思维，1.初步认识在什么情况下产生超重与失重现象。2.受力决定运动，运动反映受力。5【根据实验结果，分析解释】利用实验得到的结果，教师引导分析实验现象1（平衡态）.2(超重现象)，实验3学生练习利用牛顿第二定律分析失重现象。1.静止（缓慢运动）：读数不变2.向上加速运动：读数变大3.向下加速运动：读数减小【案例1】：设重物的质量为m，弹簧秤和重物有向上的加速度α时，重物受力如图：【学生练习】：设重物的质量为m，弹簧秤和重物有向下的加速度α时，重物受力如图：【提升能力、归纳总结】1.高层内电梯的上升和下降现象。2.对比、归纳产生超重失重的条件。教师分析计算：F合=F-G=mα故：F=G+mαG由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=FG得出—超重现象教师提问：1.高层内电梯的上升经历了那些运动？下降呢？2.加速上升（超重）、加速下降（失重）上面已经分析，您能分析出减速上升、减速下降属于什么情况吗?学生观察分析问题的思路，方法。学生练习，板书展示：F合=G-F=mα故：F=G-mαG由牛顿第三定律可知：物体对弹簧秤的拉力F′=FG学生回答：1.上升：加速上升——匀速——减速上升。下降：加速下降——匀速—减速下降。2.根据物体的运动状态分析得出：减速上升——失重、减速下降——超重3.物体具有向上的加速度（向上加速或向下减1.引导学生思考问题，分析问题，解决问题。2.给学生建立规范书写的样本。1.观察学生是否掌握解决问题的能力。2.点评答案，查找问题。加深学生对知识的理解，培养学生善于观察思考生活中的物理现象及所包含的物理本质，同时练习对比、归纳知识的能力。aF′a63思考与讨论：假如电梯做自由落体运动，此时体重计的示数是多少呢？4.定义完全失重现象。5.完全失重现象的拓展。【学以致用，拓展提升】1．游戏表演：神奇的水瓶。教师与一学生志愿者共同参与。矿泉水瓶壁开一小孔，用不干胶将其封住，内装有色水。学生观察现象：自由落体时水不流出瓶子。3.产生超重的条件？4.产生失重的条件？5.超重、失重的产生与速度V的方向有关系吗?6.自由落体运动是什么样的运动？有什么特点？7.体重计的示数是多少呢？8.此时重力为零吗？教师讲解：1.竖直上抛运动2.太空中的失重环境教师撕开不干胶，有色水成抛物线流出，让水瓶自由下落。提出问题：1.水为什么会流出来？2.让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？速）4.物体具有向下的加速度（向下加速或向上减速）5.没有关系。6.加速下降a=g,方向向下7.重物向下的加速度a=ɡ时,F合=mɡ-F=ma，F=0,该物体对悬挂物的拉力8.不是，重力没变化，视重为零。1.因为液体受到重力而使内部存在压力，小孔以上部分的水对以下部分的水的压力造成小孔处的水流出2.当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。拓展知识，激发学生对科学的兴趣与热情。让学生直观地感受完全失重现象，并学会分析物理现象的本质，得出物理结论。减减速速上上升升NNGG失失重重减减速速下下降降NNGG超超重重加加速速下下降降NNGG失失重重加加速速上上升升NNGG超超重重mvαmvαmvαmvαGNNGNGGN思考与讨论：72.一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（）A、先大于G，后小于GB、先小于G，后大于GC、大于GD、小于G3.升降机地板上放一个弹簧秤，秤盘上放一个质量为20kg的物体(g=10m/s2)，当升降机：(1)以4m/s的速度匀速上升时，台秤读数是多少N？(2)以大小为1m/s2的加速度减速上升时，台秤读数是多少N？(3)如果台秤的读数大小是220N，升降机的加速度是多少？升降机做什么运动？【课堂小结】【课外作业】导学稿1.2题教师提问：1.人在下蹲过程中经历了什么样运动？超重还是失重？示数如何变化？2.人在站起过程，情况又是怎样？1.教师点评学生的解答。2.引导学生讨论第三问升降机做什么运动？1.超重和失重的条件及实质：2.方法：牛顿第二定律3.产生超重和失重的条件。4.解题步骤学生思考与讨论，回答问题：1.下蹲先加速下降——失重，在减速下降——超重。所以示数先减小后变大。2.起来过程：先加速上升，后减速上升，所以示数先变大后变小。学生练习.1.F=G=mg=200N2.减速上升G-F=maF=G-ma=180N3.F-G=maa=1m/s2,方向向上。向上加速或者向下减速1.教师引导学生分析人下蹲、起来的运动状态，从而得出答案。2.前后知识的照应，回答了引课所设的疑问。让学生学会利用牛顿第二定律解决超重、失重现象.理解物理规律在生活中的应用。8【板书设计】第五节：超重和失重一、实质：物体所受的重力仍然存在，且大小不变，只是对物体的拉力F或压力F变化。二、条件（1）当物体有竖直向上的加速度时，FG（视重实重），产生超重现象。F-G=maF=G+ma（2）当物体有竖直向下的加速度时，FG（视重实重），产生失重现象。G-F=maF=G-ma（3）当物体有竖直向下的加速度且a=g时，视重F＝０，产生完全失重现象。（物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度方向有关，而与物体的速度方向无关。）9《超重和失重》教学反思超重和失重是用牛顿运动定律解决问题的部分内容，实际是牛顿运动定律的应用，本节课采取“情景——问题——探究（理论、实验）——结论”的教学方法，让学生在实验情境的激发中，问题的引领下，通过观察实验、理论分析得出本节课的主要内容，课堂安排了很多学生参与的环节，注重发挥学生的主体性，生活中的超重和失重体现物理与生活、科技的紧密联系，体现新课程提倡的理念，较好地落实了三维目标。关于概念与规律的教学，本节是以体重计为主线，先引领学生理解体重计能显示读数是因为有压力，压力变化了，示数就变了。只有在当人静止在体重计上时，人对体重计的压力才等于人的重力，测量的才是体重。当人处于变速运动时，体重计示数变化了是因为人对体重计的压力变化了，从而引出超重和失重的概念。然后学生通过亲自利用弹簧秤测量重物，通过观察实验现象，记录实验结果。然后教师运用牛顿运动定律进行理论分析超重现象，示范后由学生自己分析失重现象。在分析超重和失重与物体运动方向、加速度方向关系时，利用对高层内电梯的上升和下降运动，对比分析，归纳总结，从而学生能够得出正确结论。不足之处：１、学生自主探究时，有的学生根本不知道从哪入手，因此要求老师给予必要的引导，提示学生从运动和力这两方面去进行分析，如果疏于引导，就会拖延时间，导致后面教学被动。2、让学生体验超重和失重的实验，一方面弹簧秤与钩码易脱节，另一方面需要观察瞬间示数的变化，老师要抓住这些微小环节，指导学生注意实验的操作和观察记录。3、完全失重的演示实验，在这里采用矿泉水瓶自由下落，让学生观察漏水的情况，由于下落太快难于观察，如果可利用摄象机拍下，进行慢放，效果