超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì)

1、 超重和失重教學(xué)設(shè)計(jì) 高一物理組：王瑞林 一、 教材分析及處理【教材分析】本節(jié)課是學(xué)生學(xué)完力與運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律之后，知識(shí)的遷移和應(yīng)用部分，旨在讓學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析生活中的現(xiàn)象，進(jìn)一步理解和鞏固牛頓運(yùn)動(dòng)定律。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生分析問題、解決問題和應(yīng)用知識(shí)的能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)航天科技的興趣?！窘滩奶幚怼砍嘏c失重現(xiàn)象在我們生活中很常見，比如電梯的升降、過山車等等，教材選取從航天科技中超重與失重現(xiàn)象進(jìn)行解釋，這種方法難于在課堂上演示，不利于讓學(xué)生身臨其境感受超重和失重。從學(xué)生的心理特點(diǎn)出發(fā)，我通過學(xué)生親身感受測(cè)量體重時(shí)人的下蹲運(yùn)動(dòng)，體重計(jì)示數(shù)的變化。讓學(xué)生切身地、直觀地感受超重與失重現(xiàn)

2、象，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)思路】利用普通的實(shí)驗(yàn)器材（彈簧秤、鉤碼）及學(xué)生隨處可見的飲料瓶、易拉罐設(shè)計(jì)一堂能夠引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的新授課。本節(jié)課在設(shè)計(jì)時(shí)，回避了動(dòng)畫演示超、失重現(xiàn)象，而是盡量讓學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)，獲得真實(shí)的體驗(yàn)。一方面可以培養(yǎng)學(xué)生求真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，提高自主學(xué)習(xí)的能力；另一方面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，體驗(yàn)物理的研究方法。二、 學(xué)情分析1學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力與運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等相關(guān)知識(shí)，為超重與失重學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。2學(xué)生的興趣特點(diǎn)高一年級(jí)的學(xué)生具有很強(qiáng)的好奇心，其積極性、主動(dòng)性、參與意識(shí)與接受能力較強(qiáng)，對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容貼近生活及有動(dòng)手操作的物理課堂有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興

3、趣。3學(xué)生的認(rèn)知困難學(xué)習(xí)了重力的概念之后，有的學(xué)生簡(jiǎn)單認(rèn)為超重是重力增加，失重是重力減少，完全失重是重力完全消失，也就是說學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失重現(xiàn)象時(shí)會(huì)受到一些概念的影響，不能正確地觀察，縝密地推理，由感性認(rèn)識(shí)提升為理性認(rèn)識(shí)。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能：1、了解超重和失重現(xiàn)象，理解超重和失重的條件。2、運(yùn)用牛頓第二定律分析超重和失重的原因。過程與方法：1、觀察和感受超重、失重現(xiàn)象。2、經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象條件的過程，理解物理規(guī)律在生活實(shí)際中的應(yīng)用。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)自信心。2、用科學(xué)的觀點(diǎn)解釋身邊的物理現(xiàn)象。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：什么是超重、失重及

4、產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件、實(shí)質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)：(1)產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)； (2)運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律對(duì)超重和失重現(xiàn)象的實(shí)例分析。四、教具：體重計(jì)、彈簧秤、鉤碼、礦泉水瓶、多媒體課件等五、【課時(shí)安排】1課時(shí)六、教法和學(xué)法：教法：自主探究、 合作學(xué)習(xí)、啟發(fā)式教學(xué)學(xué)法：自主學(xué)習(xí)與小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生自己體驗(yàn)、分析、歸納、討論、評(píng)價(jià)等得出結(jié)論。七【教學(xué)過程】【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【新課引入，提出問題】1學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察體重計(jì)示數(shù)的變化. 2.提出問題，留有懸念。教師引導(dǎo)兩位學(xué)生分工活動(dòng)，一位學(xué)生站立體重計(jì)上，另一位學(xué)生觀察示數(shù)。提出問題

5、：人在下蹲時(shí)體重計(jì)示數(shù)變化的過程中，人的質(zhì)量是否改變？人的重力是否改變？提出問題：那么示數(shù)為什么會(huì)改變？體重計(jì)的示數(shù)表示什么？（1）.靜止站立 （2）.突然下蹲學(xué)生回答：質(zhì)量沒有改變，重力也沒有改變。  設(shè)計(jì)意圖：利用貼近生活且學(xué)生感興趣的事例引出課題，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，活躍課堂氣氛。 激發(fā)學(xué)生的求知欲望。同時(shí)為課堂教學(xué)埋下伏筆：區(qū)別實(shí)重和視重?！局v解儀器的工作原理，理解概念】 GF1F2GF1F2引導(dǎo)學(xué)生理解超重與失重的概念。超重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力的情況。失重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力的情況。

6、提出問題：1、體重計(jì)的示數(shù)表示什么？2、臺(tái)秤上物體受幾個(gè)？3、F1和F2什么關(guān)系？4、如果用彈簧稱測(cè)量物體重力，它的示數(shù)表示什么？（提示學(xué)生知識(shí)的對(duì)比）5、教師引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)重和視重概 書寫板書第五節(jié)超重和失重學(xué)生回答：  1. 物體對(duì)體重計(jì)的壓力（F2）2. 重力和支持力F13.牛頓第三定律：F1=-F24.物體對(duì)彈簧的拉力F2學(xué)生思考，理解超重與失重的概念。在學(xué)生理解概念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的認(rèn)識(shí)：測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示的是鉤碼對(duì)它的拉力。借助課前的實(shí)驗(yàn)，逐步分析，讓學(xué)生層層遞進(jìn)地理解超重與失重的概念?！痉纸M實(shí)驗(yàn)，自主探究】引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感受超重與失重

7、。【實(shí)驗(yàn)】把物體掛在彈簧秤下，用手帶動(dòng)彈簧秤和物體一起： 1.靜止（緩慢運(yùn)動(dòng)） 2.向上加速運(yùn)動(dòng) 3.向下加速運(yùn)動(dòng) 觀察彈簧秤的示數(shù)瞬間如何變化？教師引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，提醒實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)及讀數(shù)，提倡組內(nèi)交流討論。 請(qǐng)一組同學(xué)分享觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 提出問題：1.你認(rèn)為什么情況下會(huì)產(chǎn)生超重與失重？ 2.你能夠用學(xué)過的牛頓第二定律解釋嗎？ 學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解超重與失重的概念。 學(xué)生回答1.靜止（緩慢運(yùn)動(dòng)）：讀數(shù)不變2.向上加速運(yùn)動(dòng)：讀數(shù)變大3.向下加速運(yùn)動(dòng)：讀數(shù)減小學(xué)生回答：物體在豎直方向上加速或者減速運(yùn)動(dòng)時(shí)候。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)

8、驗(yàn)的能力，動(dòng)手能力，共同合作，觀察思考，分析歸納的能力。 引導(dǎo)學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)問題：彈簧測(cè)力計(jì)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，讀數(shù)發(fā)生變化。引導(dǎo)學(xué)生的思維，1.初步認(rèn)識(shí)在什么情況下產(chǎn)生超重與失重現(xiàn)象。2.受力決定運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)反映受力?！靖鶕?jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析解釋】利用實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，教師引導(dǎo)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1（平衡態(tài)）.2(超重現(xiàn)象)，實(shí)驗(yàn)3學(xué)生練習(xí)利用牛頓第二定律分析失重現(xiàn)象。1.靜止（緩慢運(yùn)動(dòng)）：讀數(shù)不變2.向上加速運(yùn)動(dòng)：讀數(shù)變大3.向下加速運(yùn)動(dòng)：讀數(shù)減小【案例1】：設(shè)重物的質(zhì)量為m，彈簧秤和重物有向上的加速度時(shí)，重物受力如圖：a【學(xué)生練習(xí)】：設(shè)重物的質(zhì)量為m，彈簧秤和重物有向下的加速度時(shí)，重物受力如圖：F a

9、【提升能力、歸納總結(jié)】1.高層內(nèi)電梯的上升和下降現(xiàn)象。 2.對(duì)比、歸納產(chǎn)生超重失重的條件。減速上升N<G 失重減速下降N>G 超重加速下降N<G 失重加速上升N>G 超重mvmvmvmvGNNGNGGN思考與討論：3思考與討論：假如電梯做自由落體運(yùn)動(dòng)，此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)是多少呢？4. 定義完全失重現(xiàn)象。5.完全失重現(xiàn)象的拓展?！緦W(xué)以致用，拓展提升】1游戲表演：神奇的水瓶。教師與一學(xué)生志愿者共同參與。礦泉水瓶壁開一小孔，用不干膠將其封住，內(nèi)裝有色水。學(xué)生觀察現(xiàn)象：自由落體時(shí)水不流出瓶子。2.一個(gè)人站在醫(yī)用體重計(jì)的測(cè)盤上.不動(dòng)時(shí)讀數(shù)為G，此人在下蹲過程中，磅秤的讀數(shù)

10、（ ） A、先大于G，后小于G B、先小于G，后大于G C、大于G D、小于G3 .升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧秤，秤盤上放一個(gè)質(zhì)量為20kg的物體 (g=10m/s2 )，當(dāng)升降機(jī)：(1)以4m/s的速度勻速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少N？(2)以大小為1m/s2的加速度減速上升時(shí)，臺(tái)秤讀數(shù)是多少N？(3)如果臺(tái)秤的讀數(shù)大小是220N，升降機(jī)的加速度是多少？升降機(jī)做什么運(yùn)動(dòng)？【課堂小結(jié)】【課外作業(yè)】導(dǎo)學(xué)稿1.2題教師分析計(jì)算： F合= F - G = m 故：F = G + m > G由牛頓第三定律可知：物體對(duì)彈簧秤的拉力F = F > G得出超重現(xiàn)象教師提問：1.高層內(nèi)電梯的上升經(jīng)歷了那些

11、運(yùn)動(dòng)？下降呢？2.加速上升（超重）、加速下降（失重）上面已經(jīng)分析，您能分析出減速上升、減速下降屬于什么情況嗎?3. 產(chǎn)生超重的條件？4. 產(chǎn)生失重的條件？5.超重、失重的產(chǎn)生與速度V 的方向有關(guān)系嗎?6.自由落體運(yùn)動(dòng)是什么樣的運(yùn)動(dòng)？有什么特點(diǎn)？7.體重計(jì)的示數(shù)是多少呢？8.此時(shí)重力為零嗎？教師講解：1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)2.太空中的失重環(huán)境教師撕開不干膠，有色水成拋物線流出，讓水瓶自由下落。提出問題：1.水為什么會(huì)流出來？2.讓瓶子從某一高處自由下落，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么結(jié)果？這是為什么？教師提問：1.人在下蹲過程中經(jīng)歷了什么樣運(yùn)動(dòng)？超重還是失重？示數(shù)如何變化？2.人在站起過程，情況又是怎樣 ？1.教師點(diǎn)評(píng)學(xué)

12、生的解答。2.引導(dǎo)學(xué)生討論第三問升降機(jī)做什么運(yùn)動(dòng)？1.超重和失重的條件及實(shí)質(zhì)：2.方法：牛頓第二定律3. 產(chǎn)生超重和失重的條件。4.解題步驟 學(xué)生觀察分析問題的思路，方法。          學(xué)生練習(xí)，板書展示：F合 = G - F = m 故：F = G - m < G由牛頓第三定律可知：物體對(duì)彈簧秤的拉力F = F <G學(xué)生回答：1. 上升：加速上升勻速減速上升。下降：加速下降勻速減速下降。2.根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析得出：減速上升失重、減速下降超重3.物體具有向上的加速度（向上加速或向下減

13、速）4. 物體具有向下的加速度（向下加速或向上減速）5.沒有關(guān)系。6.加速下降a=g,方向向下7.重物向下的加速度a=時(shí),F合=m-F=ma， F=0,該物體對(duì)懸掛物的拉力8.不是，重力沒變化，視重為零。1.因?yàn)橐后w受到重力而使內(nèi)部存在壓力，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的壓力造成小孔處的水流出2.當(dāng)瓶子自由下落時(shí)，瓶中的水處于完全失重狀態(tài)，小孔以上部分的水對(duì)以下部分的水的沒有壓力，小孔沒有水流出。學(xué)生思考與討論，回答問題：1.下蹲先加速下降失重，在減速下降超重。所以示數(shù)先減小后變大。2.起來過程：先加速上升，后減速上升，所以示數(shù)先變大后變小。學(xué)生練習(xí).1.F=G=mg=200N2. 減速上升

14、G - F =maF=G-ma=180N3. F-G=maa=1 m/s2,方向向上。向上加速或者向下減速1.引導(dǎo)學(xué)生思考問題，分析問題，解決問題。2. 給學(xué)生建立規(guī)范書寫的樣本。1.觀察學(xué)生是否掌握解決問題的能力。2.點(diǎn)評(píng)答案，查找問題。加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察思考生活中的物理現(xiàn)象及所包含的物理本質(zhì)，同時(shí)練習(xí)對(duì)比、歸納知識(shí)的能力。 拓展知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣與熱情。讓學(xué)生直觀地感受完全失重現(xiàn)象，并學(xué)會(huì)分析物理現(xiàn)象的本質(zhì)，得出物理結(jié)論。1.教師引導(dǎo)學(xué)生分析人下蹲、起來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而得出答案。2.前后知識(shí)的照應(yīng)，回答了引課所設(shè)的疑問。讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用牛頓第二定律解決超

15、重、失重現(xiàn)象.理解物理規(guī)律在生活中的應(yīng)用?！景鍟O(shè)計(jì)】第五節(jié)：超重和失重一、實(shí)質(zhì)：物體所受的重力仍然存在，且大小不變，只是對(duì)物體的拉力F或壓力F變化。二、條件（1）當(dāng)物體有豎直向上的加速度時(shí)，F(xiàn)>G（視重 >實(shí)重），產(chǎn)生超重現(xiàn)象。F-G=maF=G+ma（2）當(dāng)物體有豎直向下的加速度時(shí)，F(xiàn)<G（視重 <實(shí)重），產(chǎn)生失重現(xiàn)象。 G-F=ma F=G-ma（3）當(dāng)物體有豎直向下的加速度且a=g時(shí)，視重F，產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象。（物體發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，只與物體的加速度方向有關(guān)，而與物體的速度方向無關(guān)。） 超重和失重教學(xué)反思超重和失重是用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的部分內(nèi)容，實(shí)際是牛

16、頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，本節(jié)課采取“情景問題探究（理論、實(shí)驗(yàn)）結(jié)論”的教學(xué)方法，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情境的激發(fā)中，問題的引領(lǐng)下，通過觀察實(shí)驗(yàn)、理論分析得出本節(jié)課的主要內(nèi)容，課堂安排了很多學(xué)生參與的環(huán)節(jié)，注重發(fā)揮學(xué)生的主體性，生活中的超重和失重體現(xiàn)物理與生活、科技的緊密聯(lián)系，體現(xiàn)新課程提倡的理念，較好地落實(shí)了三維目標(biāo)。關(guān)于概念與規(guī)律的教學(xué)，本節(jié)是以體重計(jì)為主線，先引領(lǐng)學(xué)生理解體重計(jì)能顯示讀數(shù)是因?yàn)橛袎毫?，壓力變化了，示?shù)就變了。只有在當(dāng)人靜止在體重計(jì)上時(shí)，人對(duì)體重計(jì)的壓力才等于人的重力，測(cè)量的才是體重。當(dāng)人處于變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)示數(shù)變化了是因?yàn)槿藢?duì)體重計(jì)的壓力變化了，從而引出超重和失重的概念。然后學(xué)生通過親自

17、利用彈簧秤測(cè)量重物，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然后教師運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行理論分析超重現(xiàn)象，示范后由學(xué)生自己分析失重現(xiàn)象。在分析超重和失重與物體運(yùn)動(dòng)方向、加速度方向關(guān)系時(shí)，利用對(duì)高層內(nèi)電梯的上升和下降運(yùn)動(dòng)，對(duì)比分析，歸納總結(jié)，從而學(xué)生能夠得出正確結(jié)論。不足之處：、學(xué)生自主探究時(shí)，有的學(xué)生根本不知道從哪入手，因此要求老師給予必要的引導(dǎo)，提示學(xué)生從運(yùn)動(dòng)和力這兩方面去進(jìn)行分析，如果疏于引導(dǎo)，就會(huì)拖延時(shí)間，導(dǎo)致后面教學(xué)被動(dòng)。2、讓學(xué)生體驗(yàn)超重和失重的實(shí)驗(yàn)，一方面彈簧秤與鉤碼易脫節(jié)，另一方面需要觀察瞬間示數(shù)的變化，老師要抓住這些微小環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)的操作和觀察記錄。3、完全失重的演示實(shí)驗(yàn)，在這里采用礦泉水瓶自由下落，讓學(xué)生觀察漏水的情況，由于下落太快難于觀察，如果可利用攝象機(jī)拍下，進(jìn)