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牛顿定律的应用---超重与失重黑龙江省兰西县第一中学杨立君一、说教材《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中涉及本节的内容有条目4：“……通过实验认识超重和失重现象。”要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。超重与失重，既是牛顿运动定律的应用，又是日常生活中常见的物理现象它还是当今宇宙开发中面临的重要问题。教材中安排这一节，既能进一步巩固学生学习过的受力分析、牛顿运动定律等知识，又能增强物理知识与日常生活、宇宙开发的联系，同时激发学生学习物理的兴趣、培养学生爱科学、学科学、用科学的思想热情。二、说学情本节课的学习者是高一的学生，他们已经学过牛顿运动定律的理论知识，但缺乏实际运用，对概念的理解还很抽象。本节课要帮学生建立一个生动的场景，有利于学生的理解和消化，实现学以致用。高中生已经积累了一定的生活经验，对超重失重有一定的感性认识，利用生活现象，可以很好的调动学生学习的积极性，促进主动学习。学生具备了一定的抽象思维能力、分析综合能力，但应用还不够灵活，教师应引导和帮助学生，利用相关实验现象抽象推理出科学的结论。学生对物理实验具有较浓厚的兴趣，但对实验的观察不够全面，对试验中的问题应或该注意的问题缺乏深层次的理性思考。三、说目标考虑了上述的教材特点和学生的情况，我提出以下几点教学目标：a、认知目标：通过举生活中的事例已经课堂实验使学生（1）了解超重与失重现象；（2）运用牛顿定律研究超重和失重的原因；b、能力目标：（1）通过本节课的学习培养学生的观察能力和分析能力；（2）培养学生运用牛顿运动定律分析问题和解决问题的能力；c、情感目标：渗透“学以致用”的思想，结合我国的“神舟”号载人飞船，激发学生的学习兴趣，增强爱国热情，培养民族自豪感。本节课的重点难点：（1）超重、失重是一种假象，它不是重力的增加或减少，而只是物体对支持物的压力或是对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力依然存在且大小不变。对这一点的理解学生往往困难较大，所以理解超重与失重的本质是本节教学的重点之一，同时也是本节教学的难点；（2）超重与失重是牛顿运动定律的应用，分析超重与失重，加速度是关键。只有加速度才能反映物体的受力情况，由物体的受力情况及初始状态才能决定物体的运动状态。因此，超重、失重中的物体的受力情况与加速度的定性、定量关系也是本节教学的重点之一。四、说教法、学法本节教学的内容实际是在已有知识基础上的应用归纳，所以本节教法以导引式教学法为主。即在整个教学过程中由教师引导学生去“看”“问”“想”“析”“用”最终归纳总结形成一个知识体系。在本节教学过程中，依照以“力”为主线，以“加速度”为突破点，以“牛顿运动定律”为手段，以“超重和失重”为归宿的思路进行教学，最终还是落实到力与运动的关系上。即什么样的受力情况和初始状态决定了物体什么样的运动状态，物体什么样的运动状态反映了物体什么样的受力情况。教学中安排了三个演示实验，分别用于“想”、“析”、“用”三个环节。五、说教学过程1、创设情景引出对“超重与失重”的感性认识；（约3分钟）嫦娥奔月、夸父追日中国的追月计划人在太空（录象）太空梭游戏太空人及游戏者的感觉体验由以此引起学生的学习兴趣、给学生一个“超重与失重”的现象及感觉，从而导入新课。2、设置问题情境，激发学生运用物理知识解决实际问题的浓厚兴趣，正所谓“学源于思，思源于疑”；（约2分钟）演示实验一：（用具：天平、纸盒、重物、砝码、细线、砂子）情景一：托盘天平左右平衡情景二：用剪刀剪断悬挂物b的细绳，天平的平衡破坏以此设“问”，激“想”，引出学生对超重失重更深层次的探究兴趣。3、通过实验，引导学生观察实验现象、探求现象本质，循序渐进，突破难点（约13分钟）演示实验二：（用具：弹簧称、铁架台、钩码、滑轮）静止：示数=G向上加速：示数G向下加速：示数G自由落体：示数=0抓住“力”这一主线，运用牛顿运动定律，进行教学重点也是难点的突破。即（1）强调视重，定义超重、失重、完全失重；（2）对物体进行受力分析，运用牛顿运动定律，揭示超重与失重的实质：不是重力发生变化，而是压力或拉力的变化。4、通过精心设置的问题，承上启下，突出重点（约12分钟）提出问题：就演示实验二讨论,物体做什么样的运动会出现超重或失重？静止？匀速？（上、下）加速？（上、下）减速？（上、下）从分析比较到概括归纳,依然抓住力这一主线,以加速度为突破点,运用牛顿运动定律,最终归属到超重、失重上，反映的依然是受力情况和运动状态的关系。突出教学重点。向上加速向下减速具有向上的加速度超重状态向上减速向下加速具有向下的加速度失重状态5、联系生活实际，将物理知识推向生活，应用于生活，同时巩固本节的知识（约12分钟）（1）课件演示人在电梯中上下的过程，就上面的六种运动状态分析超重、失重，进行定性讨论、定量计算；（2）让某学生在体重计上迅速下蹲、快速起立，观察指针变化，进行分析释；（3）对演示实验一的分析解释。以质疑、析疑的方式，渗透“学以致用”的思想，让学生感受运用知识解决生活实际的乐趣与喜悦。6、小结本节知识要点，布置作业（约3分钟）一通过小结，整理思路，突出重点；二通过布置的研究性问题，将课堂上激活起来的学生的学习兴趣推向课后，培养学生的爱国热情，增强民族自豪感。（作业：我国的第一艘载人飞船——“神州5号”的发射及回收过程中是否存在超重与失重？如果有？是有“超重”还是“失重”？超重与失重对人的心理及生理有没有影响？能不能克服？）六、板书设计：1、超重：视重重力定义：2、失重：视重重力超3、完全失重：视重=0重与实质：1、重力依然存在且大小不变失2、只是拉力或压力与重力的大小关系的改变重1、当物体有向上的加速度时，产生超重产生条件：2、当物体有向下的加速度时，产生失重3、当物体有向下的加速度且a=g时，产生完全失重