高中物理課程必修1第四章第七節(jié)用牛頓運動定律解決問題(二)

高中物理課程必修1第四章第七節(jié)用牛頓運動定律解決問題（二）《失重和超重》教學(xué)設(shè)計鄧蔚春新店子中學(xué)物理組高中物理課程必修1第四章第七節(jié)《用牛頓運動定律解決問題（二）失重和超重》教學(xué)設(shè)計新店子中學(xué)物理組鄧蔚春一、 設(shè)計思想《高中物理新課標(biāo)》的要求“高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與，樂于探索、勇于實驗、勤于思考?！北驹O(shè)計就是堅持以“學(xué)生發(fā)展為本”，把“探究”作為本節(jié)課的重點，重視學(xué)生知識形成的過程，使學(xué)生通過探究，體驗知識形成和獲取的過程、完成對知識的構(gòu)建，形成技能，同時培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力。物理源于生活，又回歸于生活。在教學(xué)活動中，讓學(xué)生把生活中的原始經(jīng)驗、素材經(jīng)分析、加工，變?yōu)楦邔哟嗡季S活動，獲取新的知識和技能，獲得情感體驗，提升科學(xué)素養(yǎng)和品質(zhì)。通過教學(xué)的生活化，用反思、修正、逐層遞進(jìn)的方式，有效地推動學(xué)生學(xué)習(xí)活動，以實現(xiàn)《新課標(biāo)》中“知識來源于生活，服務(wù)于生活”的要求。教學(xué)過程中穿插著師生評價（提問）、生生評價（組間交流）以及學(xué)生自我評價（談?wù)勎沂斋@了什么？）等現(xiàn)場的動態(tài)反饋，針對反饋情況，及時做出適時性評價和教學(xué)調(diào)整。整個教學(xué)過程很好地體現(xiàn)了新課程評價理念——注重過程性與即時性評價。二、教材分析1.本節(jié)是學(xué)生學(xué)完牛頓運動定律后，知識的遷移和應(yīng)用部分，是一個比較重要的、典型的應(yīng)用型知識點。表現(xiàn)其一：超重和失重產(chǎn)生原因的分析，要用到牛頓第二、第三定律，這不僅有利于學(xué)生鞏固對定律的內(nèi)容理解，也有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力.其二，這是一個貼近日常生活的實際問題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和體會物理的生活化。其三，超重和失重現(xiàn)象與航天技術(shù)緊密聯(lián)系，讓學(xué)生了解我國前沿科學(xué)，意在激發(fā)學(xué)生情感價值。2．課標(biāo)要求是：“通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象”，要求學(xué)生能通過一些實驗或具體的活動來了解和體驗超重和失重。理解超重和失重產(chǎn)生的條件與實質(zhì)。三、學(xué)情分析學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失重現(xiàn)象時會受到一些前概念的影響，容易把生活中說的有些“超重”與物理學(xué)上的超重混為一談，把物理學(xué)上的失重誤認(rèn)為是物體“失去重力”；容易把超重、失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征與物體的運動方向相聯(lián)系。因此在本節(jié)課教學(xué)中利用了實驗和理論探究的方法，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、分析、歸納、討論、評價等得出結(jié)論。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高動手與合作能力，養(yǎng)成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的物理意識。通過前面對“牛頓第二定律”的學(xué)習(xí)，學(xué)生對解決物體做勻變速直線運動的問題已有所了解，但對定律的運用還不是很熟練，可能將超重、失重現(xiàn)象與牛頓運動定律知識割裂，教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生，將新知識納入舊知識結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生體會到超重、失重只是牛頓運動定律知識的遷移與應(yīng)用而已。四、教學(xué)目標(biāo)根據(jù)課標(biāo)要求和具體的教學(xué)內(nèi)容，特設(shè)定以下教學(xué)目標(biāo)。l、知識與技能：(1)認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象；(2)知道產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件；(3)能夠運用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析超重和失重現(xiàn)象。2、過程與方法：(1)經(jīng)歷實驗觀察、實例探究討論交流的過程，體驗超重和失重現(xiàn)象。(2)經(jīng)歷實驗和理論探究過程，體會科學(xué)探究的方法，領(lǐng)略運用牛頓運動定律解決實際問題的方法。3、情感、態(tài)度與價值觀：（1）通過列舉一些身邊的超重失重例子和日常的小實驗，讓學(xué)生學(xué)會觀察生活，知道物理就在身邊。（2）了解一些我國航天技術(shù)的成就激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和熱情。（3）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，激發(fā)成就感；養(yǎng)成學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣；從探究中體驗科學(xué)之美，體會合作的重要性。五、教學(xué)重點及難點重點：什么是超重、失重及產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件、實質(zhì)。難點：(1)產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的實質(zhì)；(2)運用牛頓第二定律和牛頓第三定律對超重和失重現(xiàn)象的實例分析。六、教學(xué)策略與手段“情景——問題——探究——結(jié)論”的學(xué)生自主探究教學(xué)模式。七、課前準(zhǔn)備多媒體的設(shè)計與準(zhǔn)備分組實驗：彈簧秤懸掛鉤碼實驗（四人一組）演示實驗：可樂瓶、水，教鞭、重物，航天員王亞平在太空中授課視頻剪輯錄象。八、教學(xué)過程（一）觀看視頻，激起興趣，引入主題——失重與超重。播放王亞平在太空授課單擺視頻展示教學(xué)目標(biāo)，知識目標(biāo)，過程與方法。情感與價值觀重點難點（二）感受什么是超重（失重）現(xiàn)象——體驗探究實驗一、學(xué)生分小組實驗實驗裝置是：彈簧秤下掛一個大鉤碼。 觀察彈簧秤的讀數(shù)或彈簧秤指針的位置變化,比較重力和拉力的大小。（1）當(dāng)靜止時，測出鉤碼重力大小。（2）向上做加速直線運動，剛開始瞬間。（3）向下做加速直線運動，剛開始瞬間。學(xué)生：得出的結(jié)論如下靜止或勻速時——視重等于物體的實重，加速上升時——視重大于物體的實重減速上升時——視重小于物體的實重，師生小結(jié)：超重：物體對物體的拉力大于物體重力的現(xiàn)象。失重：物體對物體的拉力小于物體重力的現(xiàn)象。實驗二、實驗2：觀察學(xué)生站在體重計上（1）人靜止時（2）快速下蹲時（3）快速站起時三個過程中體重計的示數(shù)變化情況由于示數(shù)變化快不容易觀看，教學(xué)時我們采用錄象回放，再觀看總結(jié)歸納，提出概念——失重，超重超重：物體對支持物的壓力大于物體重力的現(xiàn)象。失重：物體對支持物的壓力小于物體重力的現(xiàn)象。通過上面兩個實驗認(rèn)識失重和超重是視重發(fā)生了變化，而物體的實際重力并沒有改變。（三）感知什么運動情況下出現(xiàn)超重或失重——規(guī)律探究實驗三、把鉤碼掛在彈簧秤下，觀察鉤碼上下運動彈簧讀數(shù)情況：1.向上運動2.向上運動3.向下運動4.向下運動觀察彈簧秤的示數(shù)如何變化？分析運動學(xué)特征1.向上運動——拉力示數(shù)大于重力——超重2.向上運動——拉力示數(shù)小于重力——失重3.向下運動——拉力示數(shù)大于重力——超重4.向下運動——拉力示數(shù)小于重力——失重引發(fā)思考：向上運動即會有超重又有失重？向上運動即會有超重又有失重？超重（失重）與速度有關(guān)么?由上面的小實驗分析看來發(fā)生超重（失重）與速度無關(guān)。體驗與思考——感知什么運動情況下出現(xiàn)超重或失重實驗四、觀看兩個小視頻——電梯升降中臺秤視數(shù)變化感知失重與超重學(xué)生總結(jié)失重發(fā)生的條件——有向上的加速度超重發(fā)生的條件——有向下的加速度，而與速度無關(guān)追蹤練習(xí)1下面關(guān)于失重和超重的說法正確的是()

A)物體處于失重狀態(tài)時，所受重力減小，處于超重狀態(tài)時所受重力增大

B)在電梯上出現(xiàn)失重狀態(tài)時，電梯必定處于下降過程

C)在電梯上出現(xiàn)超重現(xiàn)象時，電梯有可能處于下降過程

D)只要物體運動的加速度方向向上，必定處于失重狀態(tài)追根尋源應(yīng)用牛頓第二定律、牛頓第三定律解釋（四）感悟為什么會出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象?——理論探究學(xué)生從受力角度分析失重和超重的力學(xué)本質(zhì)圖1圖1vNG圖2vaNG圖3vaNG圖4vTG圖5vaTG圖6vaTG1．力學(xué)特征：超重：物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力大于物體重力。失重：物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力小于物體重力。2．運動學(xué)特征：超重：物體具有方向向上的加速度。失重：物體具有方向向下的加速度。總結(jié)：發(fā)生失重或超重的條件：物體具有向下或向上的加速度（五）思維拓展，知識深化——感悟認(rèn)識完全失重實驗五，將水裝入礦泉瓶中，在頂部及底面各打一小孔，側(cè)壁打幾個孔，水從孔中噴出?，F(xiàn)讓瓶豎直上拋，在上拋及自由下落過程中，觀察水的噴出情況。學(xué)生小組分析討論觀察的的現(xiàn)象，現(xiàn)象的成因總結(jié)：完全失重狀態(tài)：測力計的示數(shù)等于零（即物體對支持物或懸掛物完全沒有作用力），物體“好像沒有重力”的狀態(tài)。同學(xué)們交流討論（1）：完全失重時為什么作用力為0（2）：完全失重的力學(xué)特征（3）：還有哪些情況會產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象教師引導(dǎo)：拓展空間，展望太空，在太空中測力計，天平如何使用？為了探索浩瀚的宇宙空間，近年來我國先后發(fā)射了神舟系列飛船，載人航天飛行中，航天員的工作和生活與超重失重現(xiàn)象息息相關(guān)。觀看王亞平太空授課水流視頻觀看日常生活中的失重與超重現(xiàn)象圖片展示（六）失重和超重現(xiàn)象與生活——勇于創(chuàng)新和探索精神拓展性課題一：載人航天飛船在發(fā)射升空和降落時,超重和失重對人體的心血管系統(tǒng)會受到何種影響?你認(rèn)為他應(yīng)采取什么姿態(tài)?觀看視頻聶海勝講解（七）本節(jié)課小結(jié)——同學(xué)們收獲了什么？（八）作業(yè)1.有一質(zhì)量為60kg1.升降機(jī)以v=5m/s2.升降機(jī)以a=5m/s23.升降機(jī)以a=5m/s24.升降機(jī)以a=5m/s25.升降機(jī)以a=5m/s26.升降機(jī)以a=g的加速度加速下降時；2.寫一篇關(guān)于失重與超重的小論文（九）板書設(shè)計一、現(xiàn)象：失重——拉力或壓力小于重力超重——拉力或壓力大于重力二、條件：當(dāng)物體有向下的加速度時產(chǎn)生失重現(xiàn)象當(dāng)物體有向上的加速度時產(chǎn)生超重現(xiàn)象當(dāng)物體有向下的加速度且a=g時產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象三、實質(zhì)：物體的重力沒有發(fā)生變化，只是拉力或壓力的大小發(fā)生變化（十）教學(xué)反思．本節(jié)課采取“情景——問題——探究——結(jié)論”的教學(xué)方法，學(xué)生在趣味實驗視頻的激發(fā)中，問題的引領(lǐng)下，“我要學(xué)、我想學(xué)”的情緒洋溢在整個課堂。通過自主體驗、小組互動、組間互評改變學(xué)生以往的學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)新課程提倡自主學(xué)習(xí)的新理念。2．在學(xué)習(xí)超重與失重時物體運動方向、加速度方向關(guān)系難點，采用“圖式配文字”的形式。實踐表明，符合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣。3．學(xué)生自主探究時，有的學(xué)生不知道從哪里下手，需要教師給以必