《超重與失重》教學(xué)設(shè)計(附：教學(xué)反思)

1、超重與失重教學(xué)設(shè)計(附：教學(xué)反思)【教學(xué)目標(biāo)】1知識與技能(1) 認(rèn)識超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。(2) 會運用牛頓第二定律分析超重和失重的原因。(3) 知道完全失重現(xiàn)象。2. 過程與方法(1) 觀察并體驗超重和失重現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題 并提出問題的能力。(2) 經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象條件的過程，理解物理規(guī)律在生 活實際中的應(yīng)用。3. 情感態(tài)度與價值觀通過探究性學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強自信?！窘虒W(xué)重點】超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的概念和原因?！窘虒W(xué)難點】(1) 準(zhǔn)確理解超重、失重和完全失重現(xiàn)象的本質(zhì)。(2) 掌握超重和失重現(xiàn)象不是物體重力發(fā)生了變化，而是物體所受 的支持力或拉力發(fā)生

2、了變化?！窘虒W(xué)器材】彈簧稱和鉤碼各25套，可樂瓶(開有孔)一個，多媒體課件視頻?！窘虒W(xué)方法】實驗探究法、啟發(fā)式教學(xué)【教材分析】超重和失重一節(jié)安排在牛頓運動定律之后，是一節(jié)牛頓運動定律 的應(yīng)用課；從內(nèi)容組織上講，本節(jié)內(nèi)容首先從楊利偉和記者的對話切 入，接著用實驗探究引出超重和失重的概念， 然后運用牛頓運動定律 對產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的條件進(jìn)行分析推理，再到實際問題中的應(yīng) 用，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律?！緦W(xué)情分析】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，很難從理 論上自主地得到超重、失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征。學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失 重現(xiàn)象時會容

3、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?！驹O(shè)計思想】本節(jié)課的設(shè)計思想主要是通過對身邊物理現(xiàn)象的實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生 科學(xué)探究能力，實踐能力，自主學(xué)習(xí)能力。同時體現(xiàn)以學(xué)生為主的教 育思想,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實事求是，勇于探索的科學(xué)態(tài) 度和科學(xué)精神。首先通過航空視頻引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣， 再從實驗出發(fā) 讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并應(yīng)用牛頓運動定律解決問題。 從而認(rèn)清超重和 失重的事實?！窘虒W(xué)流程】播放視頻，引出課題一一實驗探究，發(fā)現(xiàn)問題一一分析問題，理論驗 證（超重、失重、完全失重） 一一鞏固練習(xí)

4、，加強理解【教學(xué)過程】（一）新課引入情景引入：播放 楊利偉的太空生活”視頻片段（通過播放視頻，引出 要探究的問題）引導(dǎo)學(xué)生同時閱讀課本中記者和楊利偉的對話：記者：當(dāng)你乘坐 船升空時，你有什么感覺？楊利偉：感到有載荷，就是感到胸部受到壓力。記者：壓力很大？感到很難受嗎？楊利偉：還可以，不覺得很難受。我們平時訓(xùn)練時，這種壓力可達(dá)到8個G,說得通俗一點，就等于有8個人壓在你的身上。飛船加速上 升時，壓力沒有這么大。記者：你什么時候感到失重？當(dāng)時的感覺怎樣？楊利偉：在船箭分離時候，感覺身體突然被拋了一下，就飄了起來， 船里的小灰塵也飄起來了。思考與討論：師：上面對話中的 有載荷” 有壓力” 失重”等是

5、在怎樣的情況下 產(chǎn)生的？生：有載荷” 有壓力”是在加速上升的產(chǎn)生的，而 失重”是在飛 船入軌后產(chǎn)生的。師：你是否也有過 類似”的經(jīng)歷?生：坐電梯、在游樂場坐過山車時、滑沙時、蕩秋千時等。師：同學(xué)們說得很對，我們今天就來學(xué)習(xí)超重與失重。（二）新課教學(xué)1實驗探究，發(fā)現(xiàn)問題師：同學(xué)們，我們是怎樣測量物體重力的？生：通常情況下，我們把物體掛在測力計的掛鉤上，保持物體靜止， 再來讀取測力計的示數(shù)。教師講解彈簧測力計測重力的原理：彈簧測力計的示數(shù)顯示的是彈簧 掛鉤所受的拉力，而彈簧對重物的拉力和重物對彈簧的拉力是一對作 用力和反作用力F=F，當(dāng)物體保持靜止時，物體處于平衡狀態(tài)，由 于二力平衡時拉力等于重力

6、，故可以顯示出物體的重力大小。師：是不是在任何情況下，彈簧秤的示數(shù)都能顯示物體重力的大小呢？（當(dāng)然不是）為了弄清這個問題先請同學(xué)們做個實驗（課前已發(fā)下器材）。實驗的 要求是：先記住鉤碼靜止時，彈簧秤的讀數(shù)和彈簧秤指針的位置，此 時彈簧秤的讀數(shù)就等于鉤碼的重力大小。然后讓一個學(xué)生提著彈簧秤，彈簧秤下端掛鉤碼，讓手提彈簧秤緩緩 上升、緩緩下降、突然上升、突然下降，另一個同學(xué)觀察指針的移動 情況（引指導(dǎo)學(xué)生觀看測力計的示數(shù)變化情況， 說明指針的移動方向 對應(yīng)示數(shù)大小的變化情況：指針下移，說明讀數(shù)變大，指針上移，說 明讀數(shù)變小。）學(xué)生分享實驗結(jié)果：鉤碼靜止時、緩緩上升、緩緩下降時彈簧秤讀數(shù) 基本不變；

7、突然上升時，彈簧秤的讀數(shù)變大；突然下降時，彈簧秤的 讀數(shù)變小。2分析問題，得出結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生分析鉤碼在各種狀態(tài)下的受力情況及加速度方向及應(yīng)用牛 頓運動定律列出方程：（若設(shè)鉤碼質(zhì)量為m,豎直方向上運動的加速 度為a）鉤碼受豎直向上的拉力和豎直向下的重力。 靜止、緩緩上升、緩緩下降時：物體處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)=mg 突然上升時：物體向上加速運動，則根據(jù)牛頓第二定律：F-mg =ma貝卩 F=mg+ma引導(dǎo)學(xué)生得出：當(dāng)物體具有向上的加速度時，物體對懸掛物的拉力大 于物體本身的重力。師：人們常把彈簧秤稱出的讀數(shù) F稱為視重，mg稱為物體的實重， 則視重和實重誰大？生：視重大。1）.教師總結(jié)提出超重概念：當(dāng)物

8、體具有向上的加速度的時候，物體 對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱為超 重現(xiàn)象。此時視重大于實重。師：在超重情況下，物體本身的重力變沒有變？生：物體本身的重力大小不變。即實重不變。 突然下降時：物體向下做加速運動，加速度方向向下，則根據(jù)牛頓 第二定律：mg - F =ma貝卩 F=mg -ma引導(dǎo)學(xué)生得出：當(dāng)物體具有向下的加速度時，物體對懸掛物的拉力小于物體本身的重力。師：這種彈簧秤的讀數(shù)小于物體實際重力的現(xiàn)象我們就稱它為什么現(xiàn)象？生：失重現(xiàn)象。2）.引導(dǎo)學(xué)生類比得出失重概念：當(dāng)物體具有向下的加速度的時候，物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱為失重現(xiàn)象

9、。此時視重小于實重。師：現(xiàn)在我們知道超重和失重現(xiàn)象了，那么，你們在什么樣運動情況下觀察到超重與失重現(xiàn)象？讓學(xué)生回憶上面實驗現(xiàn)象，大膽猜想，發(fā)生超重與失重現(xiàn)象可能哪些運動量有關(guān)？（學(xué)生可能會提出：速度的方向，速度的大小，加速度的方向，加速度的大小，位移大小方向等）請觀看在觀光電梯中拍攝運動電梯中的超重、失重現(xiàn)象視頻。提問：電梯的上升過程包括幾個階段？下降過程包括幾個階段（請學(xué)生回答）生：上升過程包括加速上升、勻速上升、減速上升三個階段，下降過程包括加速下降、勻速下降、減速下降三個階段。請同學(xué)們將觀察過程的現(xiàn)象填在下表中。運動電梯中的超重、失重現(xiàn)象運動方向運動狀態(tài)加速度a方向示數(shù)F與G的大小關(guān)系超

10、重或失重上升過程加速上升a向上FG (F二mg+ma)超重勻速上升a=0F=G平衡減速上升a向下FG (F=mg -ma)失重下降過程加速下降a向下FG (F=mg+ma)超重提問1在發(fā)生超和失重現(xiàn)象時，物體的加速度方向與超重和失重的具體關(guān)系是怎樣的？（請學(xué)生歸納）生：當(dāng)物體加速上升或減速下降時，具有豎直向上的加速度，此時物 體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓Γ覀兎Q物體處于 超重狀態(tài)；當(dāng)物體減速上升或加速下降時，具有豎直向下的加速度， 此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮诒旧碇亓?，我們稱物體處于失重狀態(tài)；提問2:超重的時候物體是否變重了？失重的時候物體是否變輕了?（請學(xué)生回答

11、）生：發(fā)生超、失重現(xiàn)象時物體的重力沒有發(fā)生變化，物體的重力與物 體的運動狀態(tài)無關(guān)。提問3:失重現(xiàn)象中如果a=g且方向向下，那么繩對物體的拉力等于 多少？學(xué)生分析： mg - F =ma 而a=g貝S F=03）.師：測力計的示數(shù)等于零，測力計測不出物體的重力，這就是完全失重” ”完全失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕倪@種狀 態(tài)稱為完全失重狀態(tài)。特征是 a=g，方向豎直向下。師：同學(xué)們在完全失重的情形下，會有許多奇妙的事情發(fā)生，請先 來觀察一個實驗。演示實驗2：師拿出開有口的可樂瓶，灌入水，水從孔中流出，師問：有沒有辦法讓水流中斷？學(xué)生提出各種方法。師演示實驗：讓可樂瓶自由下落

12、，水不再流出。師：為什么水不會流出呢？引導(dǎo)學(xué)生得出：水和水瓶的重力完全用以提供各自的重力加速度了， 所以水不流了。師：除了自由下落的物體處于完全失重外，還有一種完全失重的情況。 事實上環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船里用秤是稱不出任何物體的重力的。 這說明宇宙飛船里的物體處于什么狀態(tài)？飛船內(nèi)的空間是一個什么 樣的空間？生：飛船內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)， 飛船內(nèi)的空間是一個完全失 重的空間。師：在完全失重的空間里，科學(xué)家可以進(jìn)行大量的生物、生理、生化、 物理、醫(yī)學(xué)等實驗，并能取得地面上進(jìn)行同樣實驗無法達(dá)到的優(yōu)秀效 果。同學(xué)們可上網(wǎng)查閱相關(guān)資料。4）.課堂鞏固練習(xí)例題：質(zhì)量是60kg的人站在升降機(jī)中的體重

13、計上，當(dāng)升降機(jī)做下列 運動時，體重計的讀數(shù)分別是多少？（取 g=10m/s2）（1）升降機(jī)以0.6 m/S的加速度加速上升。（2）升降機(jī)以2.0 m/S的加速度加速下降。（三）課堂總結(jié)1、知識總結(jié)超重、失重現(xiàn)象只取決于物體具有的豎直方向的加速度，與物體的運動方向和水平方向的加速度無關(guān)。（將物體受到的豎直方向的支持力 或拉力記為F。）（1） 超重：有豎直向上的加速度；F=mg+ma。（2） 失重：有豎直向下的加速度；F=mg -ma。完全失重：豎直向下的加速度 a=g則F=0;2、分析超重、失重的方法對超重、失重的分析實質(zhì)就是牛頓第二定律的應(yīng)用?！景鍟O(shè)計】超重與失重1. 超重：當(dāng)物體加速上升或減速下降時，具有豎直向上的加速度，此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓?，我們稱物體處于超重狀態(tài)。F=mg+ma2. 失重：當(dāng)物體減速上升或加速下降時，具有豎直向下的加速度，此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳?/p>