必修1高中物理超重和失重課例分析

1、超重和失重課例分析牛剛毅2007年12月9日，由天津市靜海一中和我校聯(lián)合舉辦了“同課異構(gòu)”教學(xué)研討會(huì)，每學(xué)科由靜海一中的一位教師和我校的兩位教師在同一上午依次講同一課時(shí)的內(nèi)容。物理學(xué)科由我和王文忠老師與靜海一中的王靜老師“三人同唱一首歌，共同切磋求改進(jìn)”，前兩節(jié)由王文忠和王靜老師主講，第三節(jié)由我在高一211班主講，課題為人教版高一物理第三章第七節(jié)超重和失重。一、對(duì)教材的理解：超重和失重是在學(xué)習(xí)了牛頓三定律后引入的鞏固應(yīng)用的一節(jié)，教材通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中的測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化，討論了什么是超重現(xiàn)象、失重現(xiàn)象及完全失重現(xiàn)象，并指出了它們的產(chǎn)生條件。在現(xiàn)行教學(xué)大綱中屬I級(jí)要求。模型來(lái)源于生活經(jīng)驗(yàn)，要求運(yùn)

2、用所學(xué)物理規(guī)律解釋生活中的物理現(xiàn)象，所以教材還安排了閱讀教材一一失重和宇宙開(kāi)發(fā)，小實(shí)驗(yàn)一一觀察失重現(xiàn)象。本節(jié)內(nèi)容是對(duì)牛頓第二定律和牛頓第三定律知識(shí)的綜合運(yùn)用。二、設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課從學(xué)情出發(fā)，針對(duì)許多學(xué)生認(rèn)為“彈簧秤的示數(shù)就是物體的重力”這種牢固的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，首先進(jìn)行了知識(shí)補(bǔ)償，分析了彈簧秤的示數(shù)和物體重力的關(guān)系，在研究了當(dāng)物體在豎直方向上變速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤和臺(tái)秤的示數(shù)時(shí)而變大時(shí)而變小之后引出了超重和失重的概念。通過(guò)教師示范、學(xué)生分組計(jì)算升降機(jī)在各種運(yùn)動(dòng)中人對(duì)體重計(jì)壓力的變化規(guī)律探究出產(chǎn)生超重和失重的條件。透過(guò)視頻、創(chuàng)設(shè)情境和實(shí)例分析激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愛(ài)國(guó)熱情、增強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)

3、際問(wèn)題的能力三、教學(xué)設(shè)計(jì)：1教學(xué)過(guò)程中根據(jù)課標(biāo)的要求和本人對(duì)教材的理解，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，我制定了如下教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：(1)知道什么是超重和失重現(xiàn)象；(2)理解產(chǎn)生超重和失重的條件；(3)能夠運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析超重和失重現(xiàn)象。過(guò)程與方法：(1)使學(xué)生掌握正確觀察超重和失重現(xiàn)象以及對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析和歸納的方法。(2)使學(xué)生體驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析探究超重和失重現(xiàn)象的過(guò)程。情感目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情，使他們了解一些我國(guó)航天技術(shù)的成就。在實(shí)驗(yàn)和探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)細(xì)心觀察、勤于思考和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作精神。2教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：解決超重和失重的概念和產(chǎn)生條件;教學(xué)難點(diǎn)：超

4、重和失重中拉力和壓力的計(jì)算。3教學(xué)方法：多媒體輔助法，創(chuàng)設(shè)情境法，實(shí)驗(yàn)法，推理歸納法4教學(xué)流程（一）什么是超重和失重視頻：多媒體展示楊利偉太空失重現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。設(shè)問(wèn)：1物體的重力是怎樣產(chǎn)生的？2我們通常怎樣使用測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力呢？實(shí)驗(yàn)：把鉤碼掛在彈簧秤下，保持靜止?fàn)顟B(tài)，觀察彈簧秤讀數(shù)？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，再次觀察彈簧秤的讀數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生觀察討論：什么情況下彈簧秤讀數(shù)會(huì)發(fā)生改變。說(shuō)明：臺(tái)秤的原理和彈簧秤非常相似，它的讀數(shù)反映的是物體對(duì)它的壓力，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)讀數(shù)也會(huì)發(fā)生改變。視頻：升降機(jī)在上升和下降過(guò)程中，體重計(jì)（臺(tái)秤）示數(shù)的變化。板書(shū)：1超重：物體對(duì)支持物的壓力（或

5、對(duì)懸掛物的拉力）大于物體所受的重力的情況。2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。（二）超重和失重的產(chǎn)生條件1創(chuàng)設(shè)情景，加深認(rèn)識(shí)：在升降機(jī)（電梯）中測(cè)人的體重，已知人的質(zhì)量為40kg,升降機(jī)加速度的大小為2.5m/s2,根據(jù)下列五種情境，求人對(duì)體重計(jì)的壓力分別是多少？（g取10m/s2）情境一：升降機(jī)勻加速上升；情境二：升降機(jī)勻減速上升；情境三：升降機(jī)勻加速下降；情境四：升降機(jī)勻減速下降；情境五：升降機(jī)自由下落。2教師示范，規(guī)范解題：教師示范情境一的演算過(guò)程：3小組合作，總結(jié)規(guī)律:運(yùn)動(dòng)情況速度力問(wèn)加速度方向壓力大小超失重情況加速上升個(gè)八500N超重減速上升/30

6、0N失重加速卜降/300N失重減速卜降個(gè)500N超重自由卜落0N完全失重板書(shū)：完全失重：a=gF拉（F壓）=G超重產(chǎn)生條件a向上F=m（g+a）加速上升或減速下降失重產(chǎn)生條件a向下F=m（g-a）加速下降或減速上升4 運(yùn)用所學(xué)，分析現(xiàn)象：1 超重或失重現(xiàn)象中，重力大小改變了嗎？2完全失重狀態(tài)中，哪些物理現(xiàn)象會(huì)消失？舉例說(shuō)明。5 探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)以致用：演示教材中的做一做“觀察失重現(xiàn)象”，并分析原因。（三）課堂小結(jié)超重：現(xiàn)象：F拉（F壓）G條件：a向上失重：現(xiàn)象：F拉（F壓）G條件：a向上特例：完全失重：a=g實(shí)質(zhì)：重力沒(méi)有變，只是拉力和壓力發(fā)生了改變。（四）作業(yè)布置：1完成本節(jié)配餐作業(yè)；2思考：航

7、天器中能不能用天平測(cè)量物體的質(zhì)量呢？如果不能，請(qǐng)用動(dòng)力學(xué)的方法設(shè)計(jì)一種測(cè)量的方案。四總結(jié)反思：通過(guò)這次活動(dòng)，我充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，必須從根本上徹底改變“教師講，學(xué)生聽(tīng)；教師問(wèn)，學(xué)生答；教師演示，學(xué)生看；教師出題，學(xué)生做；教師閱卷，學(xué)生改錯(cuò)”的狀況，這種被動(dòng)接受的教學(xué)模式極大地阻礙了學(xué)生思維的正常發(fā)揮。新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡通過(guò)主動(dòng)探究來(lái)獲取知識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)不再單純地依賴于教師的講授，在這種主動(dòng)探究的教學(xué)模式下，努力成為學(xué)習(xí)的參與者、協(xié)作者、促進(jìn)者和組織者。而學(xué)生的主動(dòng)探究是在一定的情境下進(jìn)行的，因?yàn)槲锢砬榫呈菍W(xué)生掌握知識(shí)、形成能力、發(fā)展心理品質(zhì)的環(huán)境，是溝通現(xiàn)實(shí)生活與物理學(xué)習(xí)、具體問(wèn)題

8、和抽象概念之間的橋梁，只有在各種有益的環(huán)境中，才能誘發(fā)學(xué)生思維的積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生內(nèi)部逐步形成的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、策略、模式、感受和興趣。新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在合作交流中學(xué)習(xí)物理。它主要是以合作學(xué)習(xí)、小組活動(dòng)為基本形式，充分利用師生之間、生生之間的多向交往、多邊互動(dòng)來(lái)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的教學(xué)方式。該模式通過(guò)創(chuàng)設(shè)和諧民主的師生關(guān)系，倡導(dǎo)團(tuán)結(jié)、互助的良好學(xué)習(xí)氛圍，在動(dòng)態(tài)開(kāi)放的課堂中，通過(guò)師與生、生與生的對(duì)話、交流、協(xié)作，使學(xué)生的情感能得到有效激發(fā)而處于積極狀態(tài)，學(xué)生的思維能得到及時(shí)暢通而處于興奮狀態(tài)，從而將教學(xué)活動(dòng)推向深入；在課堂中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生整體參與的熱情，從而使每個(gè)合作成

9、員都能在自己的基礎(chǔ)上，共同達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)，真正地貫徹新課程標(biāo)準(zhǔn)的“以人為本”的核心理念。這樣的教學(xué)過(guò)程是師生交往、多向互動(dòng)、動(dòng)態(tài)生成、共同發(fā)展的過(guò)程，沒(méi)有交往就沒(méi)有互動(dòng)，沒(méi)有互動(dòng)就不會(huì)發(fā)生真正的教與學(xué)，沒(méi)有真正的學(xué)，教學(xué)只能說(shuō)是在教師“教”的形式上的華麗包裝，沒(méi)有“學(xué)”的實(shí)質(zhì)性的變化。理解知識(shí)、掌握知識(shí)的目的還在于應(yīng)用，在這種教學(xué)模式中注重發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題、經(jīng)歷探索、解決問(wèn)題的全過(guò)程，體會(huì)物理的應(yīng)用價(jià)值，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理與生活有關(guān)，物理與我有關(guān)，物理是有用的。這樣學(xué)生就會(huì)清楚地認(rèn)識(shí)到，物理產(chǎn)生的根源在于解決實(shí)際問(wèn)題（或者物理自身問(wèn)題）的需要，把物理與生活、

10、學(xué)物理和用物理密切地聯(lián)系了起來(lái)。本節(jié)課根據(jù)學(xué)情，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律入手，由淺入深，環(huán)環(huán)相扣，結(jié)合新課標(biāo)的理念，通過(guò)多媒體視頻精心創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)踐動(dòng)手能力、學(xué)生實(shí)驗(yàn)面向全體學(xué)生、人人參與，讓學(xué)生體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的快樂(lè)，把空洞抽象的物理知識(shí)通過(guò)學(xué)生探究獲得，加深了學(xué)生的理解，提高了學(xué)習(xí)效率。針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)采用學(xué)生分組，組內(nèi)合作的方式提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，最后運(yùn)用所學(xué)，分析現(xiàn)象，使學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這樣，讓學(xué)生認(rèn)為物理有趣、有用，能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)、快樂(lè)接受，從而更好地讓老師的教為學(xué)生的學(xué)服務(wù)。當(dāng)

11、然，從課堂效果來(lái)看，本節(jié)課也存在一定的遺憾之處，例如，由于語(yǔ)言平淡，使課堂氣氛少了幾分活力。學(xué)生練習(xí)時(shí)間把握不當(dāng)而導(dǎo)致拖堂等。這些問(wèn)題都是今后需要努力改進(jìn)的方向?？傊?，通過(guò)這次“同課異構(gòu)”研討活動(dòng)，大家互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同提高，促進(jìn)了教師專業(yè)化的成長(zhǎng)。它既解決了教師教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題，又打開(kāi)了教師的思路，有利于教師的揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成自己的教學(xué)風(fēng)格，是教師們求同存異、共同提高課堂教學(xué)能力的平臺(tái)，對(duì)我受益匪淺。課題七超重和失重授課人長(zhǎng)治六中牛剛毅教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能(1)知道什么是超重和失重現(xiàn)象；(2)理解廣生超重和失重的條件；(3)能夠運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律運(yùn)動(dòng)分析超重和失重現(xiàn)象。過(guò)程與方

12、法(1)使學(xué)生體驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析探究超重和失重現(xiàn)象的過(guò)程。(2)使學(xué)生掌握正確觀察超重和失重現(xiàn)象以及對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析和歸納的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情，使他們了解一些我國(guó)航天技術(shù)的成就。在實(shí)驗(yàn)和探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)細(xì)心觀察、勤于思考和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作精神。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1 .超重和失重概念的理解。2 .產(chǎn)生超重和失重的條件。教學(xué)難點(diǎn)超重和失重現(xiàn)象的條件的得出與理解。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境導(dǎo)入新課提問(wèn)：1同學(xué)們，大家想一下，近幾年來(lái)，我國(guó)航大事業(yè)上發(fā)生過(guò)那些重大事件？那么大家想不想知道宇航員在太空中的情景呢？2.播放楊

13、利偉在太空生活的視頻視頻中所展現(xiàn)的是什么現(xiàn)象呢？其實(shí),在太空中,宇航員不僅要適應(yīng)失重帶來(lái)的不適,還要承受超重的考驗(yàn)，那么，什么是超重和失重呢？今天我們就來(lái)和大豕一起研究這一課題。1. 超重、失重知識(shí)補(bǔ)償：同學(xué)們，大家想一下物體的重力是怎樣產(chǎn)生的？怎樣測(cè)量物體的重力？學(xué)生實(shí)驗(yàn)：兩人一組，一個(gè)學(xué)生拿彈簧秤，將鉤碼掛在彈簧秤上，另一個(gè)學(xué)生讀數(shù)。(1) 彈簧秤保持靜止?fàn)顟B(tài)：提出問(wèn)題：鉤碼受到哪幾個(gè)力的作用？這兩個(gè)力的關(guān)系是怎樣的？彈簧秤對(duì)鉤碼的拉力和鉤碼對(duì)彈簧秤的拉力關(guān)系是怎樣的？1 .學(xué)生紛紛回答：神州五號(hào)，神州六號(hào)上天，嫦理L號(hào)奔月學(xué)生急于想知道宇航員在太空中的情景，關(guān)注著卜我的活動(dòng)。2 .學(xué)生觀

14、看視頻，被視頻中的場(chǎng)景吸引，迫切想知道為什么。有些學(xué)生會(huì)說(shuō)出與超重、失重相關(guān)的詞語(yǔ)。學(xué)生回答：由于地球的吸引而產(chǎn)生的？用測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力。做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生準(zhǔn)確讀出了鉤碼的重力。學(xué)生思考問(wèn)題重力、拉力。是一對(duì)平衡力，等大、反向。是一對(duì)作用力與反作用力，等大、反向。1.通過(guò)觀看視頻讓學(xué)生對(duì)超重、失重什-個(gè)感性認(rèn)識(shí)，激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。探索發(fā)現(xiàn)結(jié)論2.通過(guò)回顧重力的相關(guān)知識(shí)，為超重和失重概念的引出做知識(shí)鋪墊。3培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用二力平衡知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。彈簧秤示數(shù)是哪個(gè)力的體現(xiàn)？鉤碼對(duì)彈簧秤的拉探索(2)學(xué)生手拿彈簧秤在豎直方向上做上下運(yùn)動(dòng)提出問(wèn)題：力的體現(xiàn)。4.糾正發(fā)同學(xué)們觀察到

15、什么現(xiàn)象？是不是鉤碼的重力發(fā)生了變化？示數(shù)發(fā)生了變化“彈簧秤的示數(shù)就現(xiàn)既然鉤碼的重力沒(méi)有發(fā)生變化，那么彈簧秤的鉤碼的重力沒(méi)有變是物體的示數(shù)為什么會(huì)發(fā)生變化呢？是怎樣變化的化。重力”的結(jié)論呢？彈簧秤的示數(shù)搖擺不定，時(shí)而增大，時(shí)而減小。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。5.暗小了如果換做臺(tái)秤(體重計(jì))，做同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會(huì)怎樣呢？學(xué)生猜測(cè)在超重、失重現(xiàn)象發(fā)生時(shí)物體的重力沒(méi)有發(fā)生變化。出示視頻：在電梯中測(cè)人的體重，當(dāng)電梯上升和下降時(shí)，觀察體重計(jì)的示數(shù),驗(yàn)證同學(xué)們的猜測(cè)。學(xué)生們仔細(xì)觀察體重計(jì)的示數(shù)變化，開(kāi)始思6.正確認(rèn)識(shí)超重和探索說(shuō)明：體重計(jì)的原理和彈簧秤類似，它的示數(shù)反映的是物體對(duì)他的壓力分析現(xiàn)象，得出概念：物體對(duì)支持物的

16、壓力（或?qū)依K的拉力）大于物體受到的重力的現(xiàn)象叫超重。物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)依K的拉力）小于物體受到的重力的現(xiàn)象叫失重。出示，倩景:考發(fā)生變化的原因。學(xué)生思考彈簧秤和臺(tái)秤示數(shù)的變化情況，理解超重和失重的的概念。學(xué)生自己分析，小組失重的概O進(jìn)一步鞏固了應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問(wèn)題的分析方法。發(fā)在升降機(jī)（電梯）中測(cè)人的體重，已知人的質(zhì)量為內(nèi)討論，交流。7.從理論現(xiàn)40kg,升降機(jī)加速度的大小為2.5m/s2根據(jù)下列五種情境,求人對(duì)體重計(jì)的壓力分別是多少？（g取10m/s2）情境一：升降機(jī)勻加速上升；（1）以人為研究對(duì)象，受力分析，應(yīng)用牛頓上認(rèn)識(shí)到人的重力結(jié)論情境二：升降機(jī)勻減速上升；情境三：升降

17、機(jī)勻加速卜降；情境四：升降機(jī)勻減速卜降；情境五：升降機(jī)自由卜落。教帥示范情境一：解：對(duì)人受力分析如右圖所示：人的重力G=mg=400N當(dāng)升降機(jī)勻加速上升時(shí)，根據(jù)?！縁-mg=maF=mg+ma=500N根據(jù)牛頓第三定律可知：才取第二定律可知：第二定律可得到測(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力F的大小和方向。（2）由牛頓第三定律可知測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。理解為什么會(huì)發(fā)生超重現(xiàn)象、失重現(xiàn)象。與人對(duì)升降機(jī)地板的壓力不一樣的事實(shí)。8.從數(shù)據(jù)上形象的理解超重、失重現(xiàn)象。測(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力與人對(duì)體重計(jì)的壓力大小相等。測(cè)力計(jì)的示數(shù)為500N0將學(xué)生分成四組，完成其它四種情境中壓力的計(jì)算。將部分學(xué)生的計(jì)算結(jié)果通過(guò)投影儀投影到屏幕上其

18、他學(xué)生糾正屏幕上在語(yǔ)言表述和計(jì)算過(guò)程中的錯(cuò)誤9.體現(xiàn)“錯(cuò)題讓學(xué)生自糾”的自主學(xué)習(xí)理O探索發(fā)現(xiàn)結(jié)論升降機(jī)自由下落時(shí)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力為零，這種現(xiàn)象叫做完全失重。想一想生活中有那些完全失重的例子？學(xué)生們通過(guò)對(duì)情景五的計(jì)算得出F=0,F-F-0,即壓力等于0。物體自由下落，蹦極10 .通過(guò)計(jì)算理解完全失重的概念。11 .體會(huì)生活中處處有物理。12 .屆學(xué)生樹(shù)立“學(xué)以致用”的思想意識(shí)總結(jié)概括提出問(wèn)題：什么情況下產(chǎn)生超重現(xiàn)象？什么情況下產(chǎn)生失重現(xiàn)象？產(chǎn)生超重與失重現(xiàn)象的條件：引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析數(shù)據(jù)，得出規(guī)律：1.培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。運(yùn)動(dòng)情況速度方向加速度方向壓力大小超失重情況加速上升個(gè)500N超重減速上升個(gè)/300N2.培養(yǎng)學(xué)生通結(jié)加速卜降I0300N論減速卜降/個(gè)500N超重過(guò)