【教案】超重與失重(第1課時)+教學設計高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

課題4.6《超重與失重》(第1課時)課型新課授課教師核心素養(yǎng)目標1.物理觀念：這一節(jié)很好的體現(xiàn)了課程標準“運動與相互作用觀念”，通過理解超重和失重的概念，探究超重和失重的相關因素及其實質，培養(yǎng)學生在生活中發(fā)現(xiàn)問題的能力，通過觀察、記錄和分析得出結論的能力、實驗能力和理論推導能力。以此提升學生物理核心素養(yǎng)。2.科學思維：通過對乘坐電梯“模型建構”為豎直方向的直線運動，通過分析表格中的因素“科學推理”超重與失重的決定因素，并且用受力分析“科學論證”為什么會出現(xiàn)超重、失重現(xiàn)象，對結論合理的“質疑創(chuàng)新”。3.科學探究：通過快速上提重物、“大力”分開書本、體驗乘坐電梯、觀看天宮一號失重環(huán)境、釋放帶重物的卡紙圓筒等情景和實驗，讓學生體驗科學探究的過程，體會由現(xiàn)象到本質來研究和認識規(guī)律的過程，樹立科學思維，領略實驗探究和理論推導的魅力?？茖W態(tài)度與責任：讓學生感受科學之美和科學精神，經歷科學探究過程，增強科學態(tài)度與責任意識，領略我國科技發(fā)展的重要成果，從而增強愛國情感和民族自豪感，體會知識對于國家富強、民族發(fā)展甚至是人類進步的重要作用。教學重點通過分析生活現(xiàn)象、實驗驗證和理論推導探究超、失重現(xiàn)象及其相關因素和本質。教學難點探究超重和失重現(xiàn)象的相關因素教學方法討論法，講授法學習方法討論法教學工具多媒體教學設備、幻燈片、教材教學過程教學內容師生互動及互動意圖二次備課導入新課（3—5分鐘）電梯啟動和停下來的過程中，我們的感受有何不同呢？互動：鼓勵學生應用所學分析解決問題。從學生生活體驗入手，激發(fā)學生學習的興趣。意圖：教師提出問題，學生思考，教師總結，并引出本節(jié)學習的主要內容。新課教學（15—20分鐘）一、超重和失重視頻觀察：電梯啟動、運行、停下來的過程中，物體對懸掛物的拉力（或支持物的壓力）的變化情況。教師介紹:1.超重物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）大于物體所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象。2.失重物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）小于物體所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。問題：人站在體重計上下蹲時，為什么體重計的示數(shù)會變化呢？視重：體重計的示數(shù)。反映人對體重計的壓力。根據牛頓第三定律，人對體重計的壓力與體重計對人的支持力FN大小相等，方向相反。人在下蹲的過程中，先后經歷加速、減速和靜止三個階段。加速階段：mg-FN=maFN=m（g-a）<mg即體重計的示數(shù)所反映的視重(力)小于人所受的重力。失重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。減速階段：FN-mg=maFN=m（g+a）>mg超重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象?？偨Y：1.物體處于超重與失重狀態(tài)時，物體的實際重力并未發(fā)生變化，只是視重變了。2.超重的運動學特征：有向上的a（或加速度有向上的分加速度）。3.失重的運動學特征：有向下的a（或加速度有向下的分加速度）。分析探究：分析電梯運行中物體對托盤的壓力變化情況，并完成表格。猜測:超重和失重到底與哪些量有關？有什么運動學特征呢?學生猜想:a或v提出問題:憑什么說超重和失重與你猜測的物理量有關?理論依據?學生分析討論回答問題（學生將結論填入表格第五列）。教師補充:電梯勻速上升，下降時，a=0，物體既不超重也不失重。電梯加速上升，減速下降時，a向上，物體處于超重。電梯加速下降，減速下降時，a向下，物體處于失重。因此超重失重與a有關。提出問題:超重與失重到底與a有什么關系?也就是說，把a的情況從這六個階段分析出來，從電梯六個階段的超重失重情況，并結合你猜測的物理量(a)的情況，尋找規(guī)律。提示:1先判斷a的情況(向上，向下，有無)。2.再找規(guī)律。學生分析，討論，總結得出結論:(板書)當a向上時，發(fā)生超重現(xiàn)象當a向下時，發(fā)生失重現(xiàn)象總結提高:1.超重和失重現(xiàn)象與物體運動的速度方向和大小無關，只決定于物體的加速度2.a向上--超重 加速上升 減速下降a向下--失重加速下降減速上升（二）利用牛頓第二定律分析超重和失重(本質)(板書)取鉤碼為研究對象:當a向上時 F>mg 根據牛頓第二定律 F-mg=ma F=mg+ma>mg根據牛頓第三定律，彈簧秤受到的拉力F'=F=mg+ma>mg發(fā)生超重現(xiàn)象當a向下時 F<mg根據牛頓第二定律 mg-F=ma F=mg-ma<mg根據牛頓第三定律,彈簧秤受到的拉力F'=F=mg-ma<mg 發(fā)生失重現(xiàn)象這就是根據牛頓第二定律得到的超重和失重的原因。（三）完全失重分析失重現(xiàn)象，引出完全失重現(xiàn)象。問題一：彈簧測力計下掛著一個0.2kg的物體并以2m/s2的加速度上升時，求視重？問題二：若以2m/s2的加速度下降時，求視重？問題三：若物體下降的加速度為g時，求視重？引出概念：完全失重—下降時的加速度a=g互動：老師提出問題意圖：讓學生從書上找出內容互動：師生一起討論意圖：讓學生理解超重失重互動：老師提出問題意圖：思考，回答，發(fā)表看法互動：學生思考討論，回答問題教師指導解惑。意圖：學生通過生活體驗，理解物理源于生活，并使學生增強應用物理知識解決生活現(xiàn)象的意識，鞏固知識點互動：學生思考討論，回答問題教師指導解惑。意圖：鞏固知識點，應用牛頓運動定律，定量分析解決超重、失重問題的原理?；樱簩W生思考討論，回答問題教師指導解惑。意圖：讓學生理解超重失重互動：學生思考討論，回答問題教師指導解惑。意圖：讓學生理解超重失重互動：學生思考討論，回答問題教師指導解惑。意圖：讓學生理解超重失重，完成計算題，并逐步掌握完全失重的概念，共同分析宇航員在太空中的完全失重現(xiàn)象。（三）課堂小結1、分析物體超重失重的條件2、完全失重概念：當物體加速度向下，且大小等于g，則物體受到的支持力或對懸掛物的拉力等于零的現(xiàn)象。課堂小結（2分鐘）鞏固訓練鞏固訓練（10—12分鐘）1.關于超重和失重，下列說法中正確的是（D）A．超重就是物體受的重力增加了。B．失重就是物體受的重力減小了。C．完全失重就是物體一點重力都不受了。D．不論超重或失重物體所受重力是不變的。2.下列說法正確的是（B）A．電梯正在減速上升，在電梯中的乘員處于超重狀態(tài)。B．蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)。C．舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內處于超重狀態(tài)。D．游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)。3.設某人的質量為60kg，站在電梯內的水平地板上，求：（1）當電梯以0.25m/s2的加速度勻加速上升時，人對電梯的壓力。（2）當電梯以0.25m/s2的加速度勻減速上升時，人對電梯的壓力。作業(yè)布置（分層）作業(yè)布置（1分鐘）基礎作業(yè)：選做作業(yè)：板書設