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1《超重与失重》教学设计陈艳珍教学课题《超重与失重》［物理1（必修）司南版（山东科技出版社）第6章第4节］学习任务分析本课题是在学完牛顿运动定律的基础上,来探索和研究超重和失重的问题，不仅有利于学生对牛顿运动定律等前面知识的综合和深化理解，而且有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。对超重和失重理解可以从运动学和动力学两个角度理解：从运动学角度来看，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。从动力学角度来看，当物体受到的合外力向上（具有向上的加速度）时，物体处于超重状态；当物体受到的合外力向下（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。超重和失重是学生生活中中比较熟悉的现象，因此教学时尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，教学过程中安排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。重点难点分析重点：什么是超重和失重以及产生超重和失重现象的条件。难点：1．产生超重和失重现象的条件；2．运用牛顿运动定律对超重和失重现象的分析。学情分析1．学生已经学完牛顿运动定律的理论知识，但缺乏实际的应用，对概念的理解上还很抽象，通过本节课的学习，帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生的理解消化，同时也立足于学以致用。列举大量的实际例子，供学生分析解决，提高学生的能力。2．本节课的理论知识来源于生活中的大量事例，但学生对新事物新情况了解较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，应通过本节的学习让学生掌握分析现象的一般方法，成为终身学习的基础。教学目标知识与技能1．知道超重和失重现象；2．理解产生超重、失重现象的条件3．能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。4．理解生活中的超重与失重现象，并能利用所学知识分析解决相关问题。过程与方法1．使学生掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法；2．使学生体验通过实验和理论分析探究超重和失重现象的过程。情感态度与价值观激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解一些我国航天技术的成就。在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。教学媒体运用视频录像剪接。PPT教学演示课件教学程序设计2教学程序教师活动学生活动教学资源创设情境引入新课【实验1】用纸带挂上重锤，然后迅速上提。【引导学生思考】纸带既然能够承受重锤的重力，怎么会断呢？请一位一学生操作观察现象：纸带断了。学生思考：纸带为什么会断？重锤、纸带。【实验2教学视频】电梯里的台秤【引导学生思考】难道物体的重量发生了改变？观察现象：发生变化。学生思考：秤的示数为什么会变化？教学视频由以上两个实验引出课题“超重和失重”【板书】超重和失重新课教学新课教问题提出从实验出发，提出本节课要解决的问题：1．什么是超重（失重）现象？2．什么情况下会出现超重（失重）现象？3．为什么会出现超重（失重）现象？。解决问题1：什么是超重（失重）现象？引导学生一起分析实验1和实验2的现象。教师归纳：纸带的拉力大于重锤的重力以及物体对秤的压力大于物体的重力，这些都是超重现象。【板书】超重F拉（或F压）G要求学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。要求学生分析实验2中的失重现象。【板书】失重F拉（或F压）G师生共同分析实验现象：1．纸带断了说明重锤对纸带的拉力增大了，大于重锤的重力。2．台秤的示数表示的是物体对秤的压力，秤的示数增大表示物体对秤的压力大于物体的重力。学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。学生指出实验中的失重现象：秤的示数减小表示物体对秤的压力小于物体的重力。解决问题2：什么情况下会出现超重（失重）现象？3学新课教学新课教学实验探究：什么情况下会出现超重（失重）现象？向上的运动就一定产生超重，向下的运动就一定产生失重吗？【动画模拟实验】电梯里的台秤，仔细观察，电梯运动过程中秤的示数如何变化，并描述观察到的实验现象。引导学生注意观察：①静止时秤的示数；②上升过程中秤的示数的变化；③下降过程中秤的示数的变化。师生共同分析，上述实验现象说明：出现超重还是失重现象并不是取决于速度的方向。描述观察到的实验现象：上升过程中有超重和失重，下降过程中也有超重和失重。课件动画模拟【引导学生讨论】出现超重还是失重现象究竟取决于什么因素呢？【提示1】上升过程可以分为哪两个阶段？（初速为零，末速为零，中间速度不为零）【提示2】比较超重现象所对应的两种运动情况在本质上有什么共同点？综合学生分析，做出示意图如下。【板书】超重a向上失重a向下与物体的速度方向无关结合观察，学生进一步分析物体在上升过程中运动情况是怎样发生变化的？分析结果：①物体上升过程可分为两个阶段：加速上升、减速上升；物体下降过程也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。②当物体加速上升和减速下降时，加速度方向竖直向上；当物体加速下降和减速上升时加速度方向竖直向下。出现超重现象时加速度方向向上，出现失重现象时加速度方向向下。解决问题3：为什么会出现超重和失重现象？vaa加速下降失重减速下降超重下降过程v减速上升失重加速上升超重aa上升过程4新课教学新课教学理论分析：为什么会出现超重和失重现象？引导学生运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重现象和失重现象中的物体进行分析。【分析】在超重和失重现象当中物体实际重力是否发生改变，为什么？【板书】超重状态：F-mg=maF=mg+maFmg失重状态：mg-F=maF=mg-maFmg可见，在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。改变的是外界对物体的压力（或拉力），即物体的“视重”发生变化。问题延伸：当处于失重状态的物体，如果a=g，会出现怎样的情况呢？由上式可得;F=0可见此时，物体的视重为0，即外界对物体的拉力和压力不存在。我们把这种现象叫完全失重【板书】1.在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。是外界对物体的压力（或拉力），即物体的“视重”发生变化。2.完全失重：a=g（向下）F压=0师生共同分析分析：1.当物体加速度向上时，受力如下图所示。由牛顿第二定律得F-mg=maF=mg+maFmg出现超重现象。2．当物体加速度向下时，受力如下图所示。mg-F=maF=mg-maFmg出现失重现象。实践应用FamgFamgFamgFamg5新课教学1．视频演示实验：喷水失射现象学生观察演示。当瓶子自由落体，瓶中的水处于完全失重状态，就不会流出。。教学视频2．实验体验：手提挂钩码的弹簧秤在竖直方向做加速，减速等运动注意观察弹簧秤的读数体验超重，失重同学动手实验弹簧秤，钩码。3．播放宇航员超重失重的视频录象。学生观看，思考。视频小结并布置作业学生小结：在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。超重状态：物体加速度向上（加速上升或减速下降），F=mg+ma失重状态：物体加速度向下（加速下降或减速上升），F=mg-ma完全失重状态：a=g（向下）F压=0作业：1．课本P120作业；2.思考：(1)当航天器加速上升时，宇航员是站着，做着，还是平躺？为什么？(2)处当于完全失重时，弹簧秤还能称物体的重力吗？液体对物体还有浮力吗？水银温度计还能用吗？3.．以组为单位，根据课后阅读材料或利用网络资源查阅相关资料，了解超重和失重（完全失重）现象的实际应用，并与其它小组交流学习成果。教学流程6说明：1．激疑1——什么是超重和失重现象？激疑2——什么情况下会出现超重和失重现象？激疑3——为什么会产生超重和失重现象？2．“实践应用”要求学生运用所学超重、失重的知识解决一些相关实际问题，并通过自主活动和交流体验猜测和验证的科学方法。教学小结抽象归纳超重和失重现象的运动学特征超重和失重现象超重和失重现象的动力学原因理论探究推理计算实验探究实践应用实验、猜测验证、交流情境学生实验1学生实验2问题激疑2问题激疑3问题激疑17《超重与失重》学案一．本节课要解决的问题：1．什么是超重（失重）现象？2．什么情况下会出现超重（失重）现象？3．为什么会出现超重（失重）现象？4.能应用超重，失重知识解决生活中相关的问题。二．知识储备：1.牛顿第二定律的应用2.牛顿第三定律的应用：台秤（体重计的原理）三.学习内容：问题一:什么是超重（失重）现象？实验1分析:纸带为什么会断——视频分析：台秤的示数的变化说明了————结论：问题二：什么情况下会出现超重（失重）现象1.梯里的台秤，仔细观察，电梯运动过程中秤的示数如何变化，并做好记录。①静止或匀速时秤的示数：②上升过程中秤的示数的变化：③下降过程中秤的示数的变化：8v上升过程结论：2.分析：结论：问题三：为什么会出现超重和失重现象？运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重现象和失重现象中的物体进行分析超重状态：v下降过程9失重状态：：结论：思考：处于失重状态的物体，如果a=g，会出现怎样的情况呢？分析：结论：10三．小结：通过本节课的学习，你的收获：四．自测1．课本P120作业；2.思考：(1)当航天器加速上升时，宇航员是站着，做着，还是平躺？为什么？(2)处当于完全失重时，弹簧秤还能称物体的重力吗？液体对物体还有浮力吗？水银温度计还能用吗？3.．以组为单位，根据课后阅读材料或利用网络资源查阅相关资料，了解超重和失重（完全失重）现象的实际应用，并与其它小组交流学习成果。