超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì)

1、超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì)尤溪五中黃首義學(xué)習(xí)任務(wù)分析：本課題是在學(xué)完牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基礎(chǔ)上，來(lái)探索和研究超重和失重的問(wèn)題，不僅有利于 學(xué)生對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律等前面知識(shí)的綜合和深化理解，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn) 題的能力。對(duì)超重和失重理解可以從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)角度理解：從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度來(lái)看， 當(dāng)物體加速上升或減速下降時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體加速下降或減速上升時(shí)，物 體處于失重狀態(tài)。從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看，當(dāng)物體受到的合外力向上（具有向上的加速度） 時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體受到的合外力向下（具有向下的加速度）時(shí)，物體處于 失重狀態(tài)。前者為表象，后者為本質(zhì)，兩者為遞進(jìn)關(guān)系。超重和失重是學(xué)生生活中中比較熟

2、悉的現(xiàn)象，因此教學(xué)時(shí)盡量貼近生活，從生活中來(lái)，到生活中去，教學(xué)過(guò)程中多安 排學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有切身的體會(huì)，同時(shí)也應(yīng)安排些思考和探討的話題，引 發(fā)學(xué)生的思考和討論，加深學(xué)生對(duì)超失重的理解。重點(diǎn)難點(diǎn)分析：重點(diǎn)：什么是超重和失重以及產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的條件。難點(diǎn)：1.產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的條件；2.運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)超重和失重現(xiàn)象的分析。學(xué)情分析：1 .學(xué)生已經(jīng)學(xué)完牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理論知識(shí)，但缺乏實(shí)際的應(yīng)用，對(duì)概念的理解上還很抽象，通過(guò)本 節(jié)課的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建立一個(gè)生動(dòng)活潑的場(chǎng)景，利于學(xué)生的理解消化，同時(shí)也立足于學(xué)以致用。列 舉大量的實(shí)際例子，供學(xué)生分析解決，提高學(xué)生的能力。2 .本節(jié)課的理

3、論知識(shí)來(lái)源于生活中的大量事例，但學(xué)生對(duì)新事物新情況了解較為片面，不能很好地由感性認(rèn)識(shí)提升為理性認(rèn)識(shí)，應(yīng)通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握分析現(xiàn)象的一般方法，成為終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。教學(xué)程后設(shè)計(jì)：教 學(xué) 程 序教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)資源創(chuàng) 設(shè) 情 境 引 入 新 課【引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn) 1】用紙帶掛上重 錘，然后迅速上提?！疽龑?dǎo)學(xué)生思考】紙帶既然能夠承受 重錘的重力，怎么會(huì)斷呢？學(xué)生實(shí)驗(yàn)1:用紙帶掛上重錘， 然后迅速上提。觀察現(xiàn)象：紙帶斷了。學(xué)生思考：紙帶為什么會(huì)斷？每位學(xué)生一 組：重錘、紙rfT °【引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn) 2】某位學(xué)生稱體重，在秤 上蹲卜和站起。用數(shù)字展臺(tái)攝像頭對(duì)準(zhǔn)體重秤的讀數(shù)面板投影到大屏幕

4、?！疽龑?dǎo)學(xué)生思考】難道該學(xué)生的體重發(fā)生了改變？學(xué)生實(shí)驗(yàn)2:某位學(xué)生稱體重， 在秤上蹲卜和站起。觀察現(xiàn)象：發(fā)生變化。學(xué)生思考：秤的示數(shù)為什么會(huì)變化？體重秤、數(shù)字 展臺(tái)。用數(shù)字 展臺(tái)攝像頭 對(duì)準(zhǔn)體重秤 的讀數(shù)面板 投影到大屏 帚。由以上兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)引出課題“超重和【板書(shū)】超重和失重問(wèn)題提出新課從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，圍繞著超重和失重，引導(dǎo) 學(xué)生討論并提出問(wèn)題。師生共同歸納整理提出的問(wèn)題：1 .什么是超重（失重）現(xiàn)象？2 .什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？3 .為什么會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？學(xué)生討論并提出問(wèn)題。教解決問(wèn)題1 :什么是超重（失重）現(xiàn)象？學(xué)引導(dǎo)學(xué)L起分析實(shí)驗(yàn) 1和實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn) 象。教師歸納：紙帶的拉

5、力大于重錘的重力 以及人對(duì)秤的壓力大于人的體重，這些都是 超重現(xiàn)象?！景鍟?shū)】超重 F拉（或F壓）G要求學(xué)生閱讀課本關(guān)于什么是超重和失 重現(xiàn)象的文字描述。要求學(xué)生分析實(shí)驗(yàn) 2中的失重現(xiàn)象。【板書(shū)】失重 F拉（或F壓） G師生共同分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1 .紙帶斷了說(shuō)明重錘對(duì)紙帶的 拉力增大了，大于重錘的重力。2 .體重計(jì)的示數(shù)表示的是人對(duì) 秤的壓力，秤的示數(shù)增大表示 人對(duì)秤的壓力大于人的體重。學(xué)生閱讀課本關(guān)于什么是 超重和失重現(xiàn)象的文字描述。學(xué)生指出實(shí)驗(yàn)中的失重現(xiàn) 象：秤的示數(shù)減小表示人對(duì)秤 的壓力小于人的體重。解決問(wèn)題2:什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？新課教學(xué)實(shí)驗(yàn)探究：什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）

6、現(xiàn)象？向上的運(yùn)動(dòng)就,定產(chǎn)生超重，向卜的運(yùn)動(dòng)就一定產(chǎn)生失重嗎？【引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn) 3】站在體重秤上，仔細(xì)觀 察，體重秤的示數(shù)如何變化，并描述觀察到 的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。用數(shù)字展臺(tái)攝像頭對(duì)準(zhǔn)體重秤的讀數(shù)面板投影到大屏幕，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察：靜止時(shí)秤的示數(shù)；下蹲過(guò)程中秤的示數(shù)的變化；站起過(guò)程中秤的示數(shù)的變化。師生共同分析，上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明：出 現(xiàn)超重還是失重現(xiàn)象并不是取決于速度的方 向。學(xué)生實(shí)驗(yàn)3:站在健康秤 上，仔細(xì)觀察卜蹲過(guò)程和站起 過(guò)程中，體重秤的示數(shù)如何變 化。描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 上升過(guò)程中有超重和失重，下 降過(guò)程中也有超重和失重。體重秤、數(shù)字 展臺(tái)。用數(shù)字 展臺(tái)攝像頭 對(duì)準(zhǔn)體重秤 的讀數(shù)面板 投影

7、到大屏 累。新課教學(xué)【引導(dǎo)學(xué)生討論】出現(xiàn)超重還是失重現(xiàn)象究竟取決于什么因素呢？【提示1】上升過(guò)程可以分為哪兩個(gè)階段？（初速為零，末速為零，中間速度不為零）【提示2】比較超重現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的兩種運(yùn)動(dòng)情 況在本質(zhì)上有什么共同點(diǎn)？綜合學(xué)生分析，做出示意圖如下?！景鍟?shū)】超重 a向上 失重a 向下結(jié)合稱體重實(shí)驗(yàn)時(shí)的體驗(yàn) 和感受，學(xué)生進(jìn)一步分析物體 在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)情況是怎樣 發(fā)生變化的？小組代表交流分析結(jié)果：物體上升過(guò)程可分為兩 個(gè)階段：加速上升、減速上升;物體下降過(guò)程也可分為兩 個(gè)階段：加速下降、減速下降。當(dāng)物體加速上升和減速 下降時(shí)，加速度方向豎直向上；當(dāng)物體加速下降和減速上 升時(shí)加速度方向豎直向下。出

8、現(xiàn)超重現(xiàn)象時(shí)加速度方 向向上，出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)加速 度方向向下。新解決問(wèn)題3:為什么會(huì)出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象?課教學(xué)理論分析：為什么會(huì)出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象？ 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律 對(duì)超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象中的物體進(jìn)行分析。 【tv】在超重和失重現(xiàn)象當(dāng)中物體實(shí)際重力 是餐中，減用年玄？失重學(xué)生分析：1.當(dāng)物體加速度向上時(shí)，受力 如卜圖所示。F F【隼ta加速上升超重_±J1a新課教學(xué)站起過(guò)程f F I'm mgF-mg=ma F=mg+ma F>mg失重狀態(tài)：面am mgmg- F =ma F=mg-ma F<mg可見(jiàn)，在超重和失重現(xiàn)象中，物體實(shí)際m mg由牛

9、頓第二定律得F-mg=maF=mg+ma F>mg 出現(xiàn)超重現(xiàn)象。2.當(dāng)物體加速度同 如卜圖所示。羊* mg卜時(shí)，受力1a重力并沒(méi)有發(fā)生改變。改變的是外界對(duì)物體 的壓力（或拉:力），即物體的“視重”發(fā)生變 化。mg- F =ma F=mg-ma F<mg 出現(xiàn)失重現(xiàn)象。實(shí)踐應(yīng)用新課教 學(xué)新1.演示實(shí)驗(yàn)：噴水失射現(xiàn)象用底部側(cè)面開(kāi)啟小孔的裝滿水的塑料瓶（如可樂(lè)瓶）作為演示器材（向水中滴幾滴紅墨水， 便于看得更清楚），演示前先用手堵住小孔。【演示1】移開(kāi)手指，水從小孔噴出。 再用手 指堵住小孔，水不再噴出。（下方放一水桶）【提出問(wèn)題】如果不堵住小孔，有什么辦法 可以讓瓶中的水不會(huì)噴出來(lái)？

10、【演示2】教師站在凳子上高舉起瓶子， 提醒 學(xué)生仔細(xì)觀察，讓瓶自由落卜的同時(shí)移開(kāi)手 指，水會(huì)不會(huì)噴出？因瓶子卜落時(shí)間較短，不易觀察，實(shí)驗(yàn) 時(shí)請(qǐng)一名學(xué)生配合，拿一張大的白報(bào)紙，在 靠瓶子開(kāi)孔一側(cè)展開(kāi)報(bào)紙（但不遮擋全班學(xué) 生視線），如果瓶子卜落時(shí)水會(huì)噴出，報(bào)紙上 將有紅墨水跡?！咎岢鰡?wèn)題】如果將瓶子向上拋出，會(huì)出現(xiàn) 什么情況？【演示3】讓瓶子豎直上拋（盡可能不讓瓶子 翻轉(zhuǎn)，這樣有利于學(xué)生觀察），在瓶子上升和下 落的整個(gè)過(guò)程中，小孔中都沒(méi)有水射出。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何解釋？（讓瓶子豎直上拋來(lái)演示，一方面較大地延長(zhǎng) 了可觀察的時(shí)間，因?yàn)槠孔幼鲐Q直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)， 在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是同樣高度的自由落體運(yùn)動(dòng) 時(shí)間

11、的二倍；另一方面，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象充分說(shuō)明超 重和失重現(xiàn)象只與物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向有 關(guān)，而與速度方向無(wú)關(guān)，這恰恰是學(xué)生易犯的 錯(cuò)誤。）學(xué)生觀察演示。學(xué)生思考，議論，提出方案。學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：瓶自由落卜時(shí)， 水不會(huì)流出。白報(bào)紙上沒(méi)有紅 墨水跡。讓學(xué)生猜想，充分討論，發(fā)表 看法。學(xué)生觀察，分析、討論。當(dāng)瓶子自由落體或豎直上拋時(shí)，瓶中的水處于完全失重狀 態(tài)，就不會(huì)流出。超重和失重現(xiàn)象只與物體運(yùn)動(dòng) 的加速度方向后關(guān)，而與速度方 向無(wú)關(guān)。底部開(kāi)有小 孔的裝滿水 的大號(hào)可樂(lè) 瓶（向水中滴 幾滴紅墨水， 便于看得更清 楚）、水桶。2.動(dòng)手做，拉出夾在書(shū)中的紙條?，F(xiàn)在請(qǐng)大家動(dòng)手做：裁出 5-10根2cm左右寬 的紙條

12、，分夾在一本放在桌面上的書(shū)中間， 并在書(shū)上再壓一些書(shū)或其它重物，把夾在書(shū) 中的紙條拉出來(lái)。大家發(fā)現(xiàn)這樣拉不出來(lái)，下面請(qǐng)?jiān)诓环_(kāi)書(shū) 的情況下，用至少兩種方法，來(lái)完成拉出紙 條的實(shí)驗(yàn)操作，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理。學(xué)生自己動(dòng)手裁紙條，做實(shí)驗(yàn)： 發(fā)現(xiàn)要把這些紙條拉出來(lái)非常 困難。學(xué)生設(shè)計(jì)方案，想辦法拉 出紙條?；ハ嘟涣鳌⒂懻?、實(shí) 驗(yàn)，說(shuō)明原理。（在豎直上拋、自由落體等拋 體運(yùn)動(dòng)中都能輕松完成實(shí)驗(yàn)。）學(xué)生自己動(dòng) 手裁出5-10 根2cm左右的 紙條，利用書(shū) 本做實(shí)驗(yàn)。課教學(xué)3.游戲：比一比看誰(shuí)能讓自己在測(cè)力計(jì)上的示數(shù)最??？（以小組為單位，選派代表參加比賽）比賽的規(guī)則：雙腳不能離開(kāi)測(cè)力計(jì)， 手不能撐扶其它物體，沒(méi)

13、記錄完數(shù)據(jù)不要離開(kāi)秤。由游戲中認(rèn)識(shí)完全失重現(xiàn)象【板書(shū)】完全失重 a = g （向卜）F壓=0學(xué)生游戲。請(qǐng)獲勝同學(xué)談感受，并分析比 賽取勝的關(guān)鍵因素是什么？（測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小不僅取決 丁參賽者的質(zhì)量,更取決于他 的加速度。）4.播放宇航員超重失重的視頻錄象。視頻包含卜列片斷（總時(shí)長(zhǎng) 3min左右）： 片斷1:神舟五號(hào)發(fā)射升空， 楊利偉采用平趟 的姿勢(shì)；（升空時(shí)，航天員身體要承受相當(dāng)他們自身 重力4倍的重量）片斷2:神舟六號(hào)在軌運(yùn)行， 宇航員費(fèi)俊龍即 興翻兩個(gè)跟頭；片斷3:記者采訪楊利偉時(shí)的對(duì)話：宇航員訓(xùn)練時(shí)承受的壓力要求達(dá) 8G（楊利偉訓(xùn)練時(shí)承受的壓力達(dá)8G,他的質(zhì)量為63kg,這時(shí)他對(duì)座椅的壓

14、力為多大？） 片斷4:國(guó)際空間站上宇航員生活和實(shí)驗(yàn)工作 時(shí)場(chǎng)景片斷。在播放過(guò)程中，教師進(jìn)行必要講解。學(xué)生觀看，思考。視頻由下列 片斷剪接而 成（時(shí)長(zhǎng)3min 左右）:片斷1:神舟 五號(hào)發(fā)射升 空，楊利偉采 用平趟的姿 勢(shì)；片斷2:神舟 六號(hào)在軌運(yùn) 行，宇航員費(fèi) 俊龍即興翻 兩個(gè)跟頭； 片斷3:記者 采訪楊利偉 時(shí)的對(duì)話：宇 航員訓(xùn)練時(shí) 承受的壓力 要求達(dá)8G。 片斷4:國(guó)際 空間站上宇 航員生活和 實(shí)驗(yàn)工作時(shí) 場(chǎng)景片斷。分 層 次 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)1.（這一層次為基礎(chǔ)題，及老師講的基本知識(shí)，使學(xué)生掌握最基本的知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到會(huì)做的要 求）卜列關(guān)于超重和失重的說(shuō)法中，正確的（）A.物體處于超重狀態(tài)時(shí)，其重力增加B.物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，其重力為零C物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)增加或減小D.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其質(zhì)量及受到的重力都沒(méi)有變化2.（這一層次為拓展題，及綜合題，使學(xué)生學(xué)