人教版物理高一年級《超重和失重》教學設計

1、人教版高一年級超重和失重內(nèi)容的教學設計一、 設計思想1、 物理生活化思想貫穿課堂始終無論是趣味實驗，激發(fā)懸念，還是分組實驗，合作探究；到回歸實踐，自主小結，都體現(xiàn)了物理從生活中來，到生活中去的sts思想，閃爍著人文的光芒。趣味實驗設計，自行改進的“記憶型超重失重演示器”，視頻將物理過程的“慢放定格”，dis實驗等，是對教學資源的利用與創(chuàng)新。2、 自主學習構建新課程理念下新型的師生關系。整堂課采取“情景問題探究結論”的教學方法，以“自主體驗發(fā)現(xiàn)問題，自主學習解決問題，自主舉例應用問題”為教學主線；從興趣入手，精心設計學生活動通過分組實驗，感受超、失重現(xiàn)象；進而小組討論、驗證、交流超、失重條件；感

2、悟超、失重實質；成功解釋生活中超、失重現(xiàn)象；強調(diào)學生思維和體驗過程，讓學生親身經(jīng)歷科學探究，變過去教師要學生學，而為學生自己“我要學、我想學、從中我學到了什么”的主動建構知識的自主學習；通過交流、合作的互動過程，更進一步培養(yǎng)了學生團結、協(xié)作的精神。當然同時要發(fā)揮教師的課堂機智，適時地去引導，去啟發(fā)，去控制，去答疑，去評價，這是符合新課標以學生發(fā)展為本的要求，成功實現(xiàn)了新課程理念下師生關系的轉換。3、注重教學反饋，體現(xiàn)了新課程的評價理念符合高一學生認知規(guī)律的教學反饋，可以增強學習的自我效能感，也是各教學環(huán)節(jié)是否有效的判據(jù)；教學過程中穿插著師生評價（提問）、生生評價（組間交流）以及學生自我評價（談

3、談我學到了什么？），是學生的現(xiàn)場學習情況的動態(tài)反饋，針對反饋情況，需要教師做出適切性評價和教學調(diào)整。趣味實驗前后呼應解釋，學生自己舉例及解釋，糾正原有的一些模糊認識，都是對知識掌握的定性反饋；“練一練”中的運用牛頓運動定律來定量分析，并將超重與失重同化到牛頓運動定律的知識結構之中，讓學生體會到超重、失重只是牛頓運動定律知識的遷移與應用而已；“想一想”、“做一做”和“相關鏈接”又將教學反饋延伸到課外，進一步激發(fā)學生的思維能力和動手能力；整個教學過程均很好地體現(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課標要求是：“通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象”，要求學生能通過一些實驗或具體的活動來了解

4、和體驗超重和失重。理解超重和失重產(chǎn)生的條件與實質。2本節(jié)教材是學生學完牛頓運動定律后，知識的遷移和應用部分，因此本節(jié)是本章的一個比較重要的、典型的應用型知識點。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，這不僅有利于學生鞏固對定律的內(nèi)容理解，也有助于培養(yǎng)學生分析問題的能力.其二，這是一個貼近日常生活的實際問題，能激發(fā)學生的學習興趣和體會物理的生活化。其三，超重和失重現(xiàn)象與航天技術緊密聯(lián)系，讓學生了解我國前沿科學，意在激發(fā)學生情感價值。3、超重、失重是日常生活中比較常見的物理現(xiàn)象，學生往往能感受到，但并沒有注意到這一現(xiàn)象的特點，也不明確這就是超重、失重現(xiàn)象。怎樣才能讓學生不是機

5、械化地記住超重、失重的現(xiàn)象，而是真正理解超重、失重的條件與本質所在，才是本堂課學習重點和難點。三、學情分析超重、失重學生有一定感性和模糊的體會，但理解超、失重概念，對學生而言有一定的困難。我覺得主要來自兩方面，首先是物理語言的誤導，使學生認為超重（或失重）就是物體重量的增加（或減少）；其次學生往往認為向上運動時就超重，向下運動時就失重，沒有真正理解超重與失重的原因。因此在本節(jié)課教學中利用了實驗和理論探究的方法，自主學習與小組合作學習的方式，讓學生自己體驗、分析、歸納、討論、評價等得出結論。激發(fā)了學生的學習興趣，養(yǎng)成動手與合作能力，生成學生透過現(xiàn)象看本質的物理意識。學生有牛頓運動定律的學習基礎，

6、完全可以通過自主體驗與自主學習來完成本節(jié)課的內(nèi)容。學生可能將超重、失重現(xiàn)象與牛頓運動定律知識割裂，教學中要注意引導學生，將新知識納入舊知識結構，讓學生體會到超重、失重只是牛頓運動定律知識的遷移與應用而已。四、 教學目標l、知識與技能：(1)認識超重和失重現(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，體會科學探究的方法，領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）體會生活中的超重和失重現(xiàn)象，生成“學以致用

7、”的思想，激發(fā)學生的學習熱情。（2）了解一些我國航天技術的成就激發(fā)學生對科學的興趣和熱情。（3）體驗自主學習過程，養(yǎng)成樂于細心觀察、勤于思考和相互交流的學習習慣和合作精神。五、重點 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。難點：(1)產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的實質； (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、教學策略與手段 “情景問題探究結論”的學生自主探究教學模式。七、課前準備媒體的設計與準備分組實驗：改進后的教具“記憶型”超重失重演示器（二人或四人一組）演示實驗：多媒體設備一套，可樂瓶、水，紙帶、鉤碼，神州5號發(fā)射和運行及回收過程剪輯錄象，電梯內(nèi)的超

8、重失重錄像片，人在體重計上下蹲與站立視頻，dis實驗器材紙帶八、教學過程（一）趣味實驗 激發(fā)懸念演示1：在紙帶中間部位剪個小缺口，紙帶的一端牽掛一重物，重物另一端用手托住，提起重物向上勻速運動，這時紙帶沒有斷；然后向下勻速運動，紙帶依然沒有斷；提著重物向下加速運動，突然停住，紙帶斷裂！問：紙帶為什么會斷，到底在什么時候斷？（這個實驗的設計簡單而巧妙，做向下加速實驗前，可先讓同學們猜測。讓人直接體驗了超重又有些意料不到。）演示2：取一裝有水的可樂瓶，在底面打一小孔，水從孔中噴出。現(xiàn)讓可樂瓶豎直向上拋，問：此時，水還會不會再從小孔中噴出？（也可以師生共同做拋接水瓶游戲）（將孔開在底部和做豎直拋起，

9、增強思維沖突。這一問，還真不敢輕易下結論！實驗前，可先讓同學們猜測。）教師：生活中有許多司空見慣的事，可是只要我們仔細觀察，會發(fā)現(xiàn)許多意想不到的、有趣的秘密。這節(jié)課我們來揭示此現(xiàn)象的秘密引出主題：超重與失重。（點出本節(jié)課的學習和探究主題：什么是超重(失重)現(xiàn)象?引起超重(失重)現(xiàn)象的原因是什么？）呈現(xiàn)學習目標： (1)什么是超重(失重)現(xiàn)象?(2)什么樣運動情況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?(3)為什么會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?（二）新課教學重物指針記憶指針刻度定向片（可以使兩根紅色記憶指針，分別記下壓力最大和最小值）平臺記憶型1、分組實驗感受什么是超重(失重)現(xiàn)象?（1）介紹儀器如圖，將超重失重演

10、示器，加裝定向片與記憶指針，自行改裝成的“記憶型”。重物對平臺的壓力大小可以通過指針的偏轉來顯示，通過定向旋鈕，記憶指針分別可以“定格”壓力在變化過程中的最大和最小值。（2）分組實驗，發(fā)現(xiàn)問題教師將學生分組。學生分組實驗，組內(nèi)討論交流。小組代表說說，小組成員在實驗中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，以及想知道的疑問。教師對學生的實驗方式和交流問題，做出適當?shù)姆答伵c評價。（引導學生關注觀察壓力大小變化，將其原因暫時擱置）（3）提出概念學生的實驗方法可能各種各樣，為了將教學面向全體學生，讓全體學生明確概念。教師演示，引導學生觀察讀數(shù)的變化，并歸納總結。步驟：超重失重演示器靜止時，觀察示數(shù)，該示數(shù)為重物對平臺的壓力，等于

11、重物的重力。步驟：超重失重演示器向上加速并停止過程。演示器向上啟動過程，觀察到示數(shù)大于重物的重力；演示器停止的過程中，觀察到示數(shù)小于重物的重力。師：如果是用彈簧稱掛一個重物，一起向上啟動過程，觀察到示數(shù)大于重物的重力，在停止的過程中，觀察到示數(shù)小于重物的重力。（說明：只是變化太快我們不容易觀察到而已?。┻@種物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力），大于物體的重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象。物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力），小于物體的重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。（此環(huán)節(jié)，用自行改裝的儀器突破“瞬間即失”的實驗難點，用記憶指針將其“定格”。教學的焦點是認識超重與失重的現(xiàn)象。學生對實驗中的體驗，可能會提

12、出關于下一環(huán)節(jié)的一些問題，教師也要做出適當評價，并為下面作鋪墊。）過渡語：愛因斯坦說：“全部的科學，不外是日常想法的提煉”。我們認真觀察到現(xiàn)象，還要對觀察到的現(xiàn)象深入思考，然后提煉出自己的看法！2、實驗驗證感知什么樣運動情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象?師：現(xiàn)在我們知道超重和失重現(xiàn)象了，（針對某小組提出的問題）那么，你們在什么樣運動情況下觀察到超重與失重現(xiàn)象？（1）回味現(xiàn)象，進行猜想讓學生回憶上面實驗現(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？（學生可能會提出：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）（2）組內(nèi)討論驗證小組內(nèi)成員針對問題進行交流討論。討論主題：

13、用你們的實驗方式觀察，在什么樣運動情況下出現(xiàn)超重與失重現(xiàn)象？此時物體運動狀態(tài)到底如何？完成學案中思考題。思考題：物體的超重和失重是取決于物體運動（速度）的方向嗎？。水平方向存在加速或減速運動會產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象嗎？如何驗證？ 。分析實驗情況，得到實驗結論是 。（3）組間交流評價請小組代表（甲）上講臺發(fā)表自己的看法，可以一邊演示一邊講解。請另一組代表（乙）對代表（甲）的提出問題，做出評價或提出自己的認識。教師據(jù)教學現(xiàn)場，多請幾組做相互交流與評價。（4）教師引導整合教師在眾多的交流問題中，抓住主要問題，在什么樣運動情況下出現(xiàn)超重與失重現(xiàn)象？進行引導。師：據(jù)學生交流評價和達成的共識，依次完成板書如下

14、（副板書1）：svaa失重 減速上升超重 加速上升svaa失重 加速下降超重 減速下降（5）師生達成共識：物體處于超重還是失重狀態(tài)，僅由豎直方向加速度決定，與物體速度方向無關。（此環(huán)節(jié)教學焦點是從運動特征上，深入觀察實驗與討論分析，通過組內(nèi)合作，組間交流評價，來突破教學重難點。上環(huán)節(jié)學生對超重與失重的“心靈”上“感受”，此時帶來 “量”上的“感知”。當然下一環(huán)節(jié)應該給學生以“本質”上的“感悟”。） 過渡語：我們從運動學的角度分析了，豎直方向存在加速度物體會產(chǎn)生超重與失重現(xiàn)象。超重與失重現(xiàn)象是不是物體的重力發(fā)生了變化呢？（停留片刻）下面我們能否根據(jù)掌握的運動規(guī)律來探究出現(xiàn)超重與失重現(xiàn)象的本質呢？

15、3理論探究感悟為什么會出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象?（1）組織探究針對分組實驗，組織小組繼續(xù)自主探究“物體產(chǎn)生超重與失重的本質”。并完成學案。教師引導學生用牛頓運動定律的分析方法來分析問題，指導的學生把探究結果寫在學案上。投影學生的探究結果，請小組代表上臺講解，針對學生的講解，規(guī)范學生應用牛頓運動定律分析、解決問題的思路：假定運動（向上或向下、加速或減速）選取研究對象進行受力分析根據(jù)f=ma列出方程得出支持力的表達式根據(jù)牛頓第三定律對壓力的變化判斷。教師在小組代表講解基礎上，補充上環(huán)節(jié)的副板書。svaa失重 減速上升超重 加速上升svaa失重 加速下降超重 減速下降gnnn=g-magnn=g-mang

16、nn=g+mangnn=g+man探究結果：產(chǎn)生超重與失重現(xiàn)象的原因是在豎直方向上存在加速度，本質是物體對支持物的壓力大小變化，物體的重力始終沒有變化。(2)結果外推討論：物體在失重的情況下，加速度等于重力加速度時，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？引出概念：如果一個物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）為零，稱為完全失重現(xiàn)象。（3）前后呼應小組討論并發(fā)言，解釋引入課題中的演示1和演示2（學生可能將實驗方法做拓展，教師要給以適切的評價）。（理論探究也是探究學習重要的方式之一。此環(huán)節(jié)通過學生自主理論探究，既對超重和失重現(xiàn)象的本質有親身的感悟，也對超重和失重有了從現(xiàn)象到本質成功體驗，也突破了難點。小組討論解釋引入

17、的實驗現(xiàn)象，既前后呼應，也體驗到學習成功感。）過渡語：我們從生活現(xiàn)象出發(fā)，學習的超重和失重現(xiàn)象及本質，回歸生活實踐，還可以解釋那些現(xiàn)象呢？4豐富現(xiàn)象 回歸實踐小組交流、討論、舉例生活實踐中的超重和失重現(xiàn)象，代表陳述。教師準備三個事例素材，讓學生討論并解釋：（據(jù)教學時間與條件進行取舍）實例1：一個同學站在健康秤完成一個下蹲和起立的過程，另外一個同學觀察健康秤示數(shù)的變化情況。先讓學生議議可能看到的現(xiàn)象。后請仔細觀察這樣幾個讀數(shù)：1）人站在秤上靜止時健康秤的示數(shù)為多少；2）在下蹲的過程中健康秤的示數(shù)發(fā)生了怎樣的一種變化；3）最后當他蹲下后靜止時示數(shù)又為多少。4）在站立的過程中健康秤的示數(shù)發(fā)生了怎樣的

18、一種變化；為了使所有的同學都能看清實驗的過程，我請一位同學當場攝像（或者課前將過程拍攝），等一下播放給大家看。實例2：談談我們平時乘電梯時有何感受，并試著解釋。在學生討論交流之后。學生：觀看運動的電梯內(nèi)學生健康稱示數(shù)變化的視頻。（事先拍攝，增強真實感），教師引導學生觀察并解釋，強化學生正確的生活體驗，糾正錯誤的體驗。過渡語：以上兩個實例中的超、失重現(xiàn)象，示數(shù)變化不定，且瞬間即逝，難以觀察，有把瞬間的受力變化情況完整記錄下來的儀器嗎？dis實驗模擬以上兩個實例。布娃娃代替人，用力放下后停住與拉起后停止的運動，來模擬“下蹲和起立的過程”和“乘電梯過程”（布娃娃的底部放置有壓力傳感器），試解釋描繪出

19、的壓力和時間的變化關系曲線。實例3：觀看錄像“神州5號的發(fā)射、運行、回收過程剪輯錄象”（教師以此為素材介紹超重和失重現(xiàn)象的利與弊，讓學生體會物理與科學的聯(lián)系，感受科技離我們并不遙遠，激發(fā)學習的興趣，培養(yǎng)學生想象力及綜合分析問題的能力。）可能的教學素材有（配一些圖片）：升空時楊利偉為何要采取躺著的姿勢？楊利偉說：“當飛船升空時，感到有載荷，就是感到胸部有壓力，平時訓練時這種壓力可達到8個g。”楊利偉又說：“在箭船分離時，感到身體突然被拋了一下，就飄起來，船里的塵埃也飄起來了”1990年，18歲的俞緯設計的“草履蟲生成”實驗項目，被美國國家航天局選中，搭乘“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機進行太空實驗。2003年

20、，景山中學女生李桃桃提出“蠶在太空吐絲結繭”搭載實驗，由美國“哥倫比亞”號航天飛機送入太空實驗，遺憾的是“哥倫比亞”號返回時失事墜毀。2003年云南省金實小學的學生申請的“跳舞草種子”搭載實驗方案通過，有我國第18顆返回式衛(wèi)星送上太空。讓學生試著理解這些話語或事件，鼓勵學生課后繼續(xù)查閱自己感興趣一些問題，如太空飲食，太空睡覺，太空懸浮冶煉等等。相關鏈接: http:/myh.vov.cc/20040000999117/jxzyc/yw/1/29/kb/1/kzzl.htm（此環(huán)節(jié)，學生可能會舉出，過山車下滑、跳樓機或蹦極運動的驚險與刺激，身體的輕飄的感覺，被甩的感覺等等，教師及時捕捉學生的創(chuàng)新

21、思維的火花，并正確引導，指出問題的實質。討論交流三個事例，使問題從感性到理性的升華。dis實驗讓學生感受新科技給物理實驗到來的革新。相關鏈接指引學生課外學習的方向）5反饋應用 鞏固知識（1）練一練例題：一個質量為70kg的人乘電梯下樓。電梯開始以3m/s2的加速度勻加速向下運動時，求這時他對電梯地板的壓力?？斓酱巳艘サ臉菍訒r，電梯以3m/s2的加速度向下勻減速下降，求這時他對電梯地板的壓力又是多少？（解答過程略）（2）想一想在完全失重情況下，彈簧稱還能稱出物體的重力嗎？天平還能稱出物體的質量嗎？浸在水中的物體還受到浮力嗎？水銀氣壓計還能測出氣壓嗎？一個人想一次攜帶三個相同質量的鐵球過獨木橋，

22、可是獨木橋的最大承受力，只有人和一個鐵球的重力之和。他靈機一動，用如圖的方法過橋，使任意時刻手上只有一個鐵球，你認為可以嗎？（3）做一做用冰淇淋紙杯做失重實驗如圖所示，把兩個金屬螺母（直徑1012毫米）拴一根橡皮筋的兩端，再把橡皮筋的中點用一短繩固定在冰淇淋紙盒（或鐵罐）底部正中，讓螺母掛在空盒的口邊上。實驗時讓空盒從約2米的高處自由下落，你會發(fā)現(xiàn)螺母被橡皮筋拉回盒中，并發(fā)生“咔噠”的撞擊聲。請你試一試，并思考：為什么下落時，螺母會被拉入到盒內(nèi)？用手電筒做超重、失重實驗將手電筒豎直向上放置，打開開關，旋松后蓋使小電珠恰能點亮。實驗時手持電筒，保持它在豎直方向，突然向上運動，你會看到小電珠熄滅。

23、如果使上述電筒的后蓋稍許再旋松一點，直至小電珠剛剛熄滅，然后手持手電筒突然向下運動，小電珠就會點亮。（通過“練一練”、“做一做”“想一想”進一步鞏固了結論，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力、動手能力和創(chuàng)造力，讓人真正感受到超重和失重就在我們身邊，體驗物理知識的生活化。 據(jù)教學時間情況，不一定在課堂內(nèi)完成，尤其“做一做”讓學生在課外動手體驗。）6自我評價小結課堂小結：讓學生以“本節(jié)課我學到了什么”為話題進行評價性小結。教師引導學生從知識和方法兩個角度來小結。最后以一首自編打油詩結束：超重失重隨處見，其實并非重力變； 壓力拉力增與減，牛頓定律來實現(xiàn)。（三）作業(yè)：完成學案未完成的問題九、板書設計及教學流

24、程圖&64 超重與失重一、現(xiàn)象超重： f壓或f拉大于重力失重：f壓或f拉小于重力二、條件當物體有向上加速度產(chǎn)生超重現(xiàn)象當物體有向下加速度產(chǎn)生失重現(xiàn)象當物體有向下加速度,且a=g時,產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象三、實質重力沒有發(fā)生變化只是f壓或f拉與重力大小關系發(fā)生變化 ，自主體驗分組實驗，感受超重與失重現(xiàn)象超重、失重的運動學特征超重、失重的動力學實質情境通過兩個趣味實驗“鉤碼斷紙帶”和“水瓶上拋” 演示引入；理論探究用牛頓運動定律分析，感悟超重與失重實質實驗驗證組內(nèi)討論，組間互評，感知超重與失重的條件鞏固反饋練一練想一想做一做豐富現(xiàn)象 回歸實踐學生舉例并討論三個實例自我評價小結結果外推完全失重現(xiàn)象建立超重

25、與失重概念教學流程圖十、教學反思1本節(jié)課采取“情景問題探究結論”的教學方法，學生在趣味實驗的激發(fā)中，問題的引領下，“我要學、我想學”的情緒洋溢在整個課堂。通過自主體驗、小組互動、組間互評、自我評價改變學生以往的學習方式，體現(xiàn)新課程提倡自主學習的新理念。2趣味實驗雖簡單，但對其的熱情高漲出乎教學前的預料；自行改裝的“記憶型超重失重演示器”效果非常好；dis實驗也讓學生體會到科技的力量。3在自主學習超重與失重時物體運動方向、加速度方向關系難點，采用“圖式配文字”的形式。實踐表明，符合學生的認知習慣，避免給定“表格”而限制學生的思維和帶來的繁瑣感。4學生自主探究時，有的學生不知道從哪里下手，要求教師

26、給以必要的指導，應該提示學生自主探究的三個環(huán)節(jié)，分別從“觀察壓力大小變化分析運動情況分析受力情況”去探究。如果疏于引導，將會拖延時間，導致教學被動。5在教師的引導下學生自主探究的教學，對教師的要求更高，需要教師有更強的課堂駕御能力。如教師要調(diào)動現(xiàn)場的教學資源。學生在實驗、小組學習和組間互評中，發(fā)現(xiàn)與交流的問題是各種各樣的，教師要做適當?shù)脑u價與激勵，捕捉學生的瞬間思維，并且不留痕跡，將有效的教學資源加以利用，完成引導學生對超重與失重的“感受感知感悟”的過程。十一、參考資料著作類陳峰:走進課堂高中物理（必修）新課程案例與評析，高等教育出版社2006年版，第93頁。張主方：現(xiàn)代課堂教學啟示錄，上海教育出版社2005年版，第58頁。吳惟粵：高中新課程物理優(yōu)秀教學設計與案例，廣東高等教育出版社2005年版，第158頁。附錄：“超重與失重”學案第 組 成員： 一、學習目標： (1)什么是超重(失重)現(xiàn)象?(2)什么樣運動情況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?(3)為什么會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象?二、學習過程1什么是超重(失重)現(xiàn)象?分組實驗觀察壓力大小的變化：超重： 稱為超重現(xiàn)象失重： 稱為失重現(xiàn)象2、什么樣運動情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象?回憶上面實