超重和失重

司南版高中物理必修1教案设计超重和失重厦门一中杨学切(一)学习任务分析1、本节教材是学生学完牛顿运动定律后学习的，是牛顿第二定律知识的迁移部分，因此本节是本章的一个比较重要的应用型知识点。

2、超重主要是日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但并没有注意到这一现象的特点，也不知道这就是超重、失重现象。

怎样才能让学生不是机械化地记住超重、失重的运动形式，而是真正理解超重、失重的本质所在，这是本堂课所要突破的难点。

3、本节课我采用实验探究的方法，即先让学生通过录像、自己动手实验分析归纳出哪些情况会产生超重和失重，并进一步分析超重、失重的本质，在竖直方向是有加速度的，培养了学生观察、分析、归纳等各项综合本质和能力的培养。

（二）学生分析超重、失重是日常生活中比较常见的物理现象，学生能感受到，但超、失重概念理解对学生而言有一定的困难，我觉得主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为超重（或失重）就是物体重量的增加（或减少）；其次学生往往认为向上运动时就超重，向下运动时就失重，没有真正理解超重与失重的本质。

因此在本节课教学中我利用了实验探究的方法让学生自己分析、归纳，得出结论，培养了学生动手能力，激发了学生的学习兴趣。

（三）教学目标l、知识与技能：(1)知道超重和失重现象；(2)理解产生超重、失重现象的原因；(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。

2、过程与方法：(1)经历观看录像、分组实验、讨论交流的过程，观察并体验超重和失重现象。

(2)经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

3、情感、态度与价值观：激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解一些我国航天技术的成就。

在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。

（四）教学的重点难点重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件。

难点：(1)产生超重和失重现象的条件；(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的分析。

（五）教学媒体分组实验：弹簧称、砝码可乐瓶水；神州5号发射、运行、回收过程剪辑录象；电梯内的超重失重录像片或动画（六）教学流程（七）教学过程课题引入：2003年10月15日中国首次载人宇宙飞船成功地完成了它的使命。

杨利伟成为我国遨游太空第一人。

2005年10月12日，中国航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号飞船开始中国第二次载人航天飞行。

在经过115小时32分钟的太空飞行，完成中国真正意义上有人参与的空间科学实验后，神舟六号载人飞船返回舱于17日凌晨4时顺利着陆，航天员费俊龙、聂海胜安全返回。

（学生观看录象或图片）教师提出学习目标：(1)什么是超重(失重)现象?(2)什么情况下会出现超重(失重)现象?(3)为什么会出现超重(失重)现象?【新课教学】一、表象认识——解决问题1：什么是超重(失重)现象?学生：观看运动电梯内物体视重变化的录象（事先拍摄或Flash动画），明确以下问题。

1．视重：指物体对支持物的压力或悬挂它的物体的拉力，即测量工具上重力的指示值。

（它随物体运动状态变化而变化．）2．若视重小于实重，我们称物体处于失重状态；若视重大于实重，我们称物体处于超重状态。

3.分析在超重和失重现象当中物体实际重力是否发生改变，为什么?二、实验探究——解决问题2：什么情况下会出现超重现象?◆实验探究设计：在大家的课桌上都放有一个弹簧秤，一个钩码，请大家利用这两个仪器做实验，且完成任务单中的表格，表格中的两栏指导大家研究物体向上运动和向下运动这两种情况。

填完表格后请完成后面的思考题。

思考：①物体的超重和失重是取决于速度还是取决于加速度？＿＿＿＿＿＿。

②根据表格得到实验结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（学生分组实验,教师巡回指导）◆合作交流（1）请一小组代表回答：怎样实现向上加速，向上减速，向上匀速？☻在向上提拉弹簧时，已经包含有两种运动：开始时向上加速，物体由静止开始运动，停下来之前物体将由运动变为静止必然有一个减速的过程。

（2）小组代表交流分析结果：①物体上升过程可分为两个阶段：加速上升、减速上升； 物体下降过程也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。

②当物体加速上升和减速下降时会出现超重现象； 当物体加速下降和减速上升 时会出现失重现象。

③出现超重现象时加速度方向向上，出现失重现象时加速度方向向下。

◆（3）弹簧称和钩码一起自由下落（即a=g ），弹簧称的示数是多少？ 为了避免仪器损坏过多，先让学生讨论猜想，再让一二组同学做这个带有破坏性实验。

进而提出“完全失重”的概念。

三、理论推理——解决问题3：为什么会出现超重和失重现象? 问题：请根据牛顿第二定律分析物体超重与失重的物理原理。

学生对超重和失重现象中的物体（钩码）进行受力分析．运用牛顿第二定律和牛顿第三定律写出弹簧对悬挂物拉力 (或物体对支持物压力)F 的表达式。

向上加速(向下减速)时： F 拉－mg ＝ma 可见，F 拉> mg 超重 向下加速时(向上减速)： mg －F 拉＝ma 可见，mg > F 拉 失重 向下加速时(a=g)： mg －F 拉＝ma 可见， F 拉 =0 完全失重 四、实践应用 1、练一练例题：一个质量为70Kg 的人乘电梯下楼。

电梯开始以3m/s 2的加速度匀加速向下运动时，求这时他对电梯地板的压力。

快到此人要去的楼层时，电梯以3m/s 2的加速度向下匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力又是多少？解答过程略2、做一做◆可乐瓶底面与侧都开一小孔让水流出（静止、匀速、自由下落、竖直上抛、平抛、斜抛等）。

先让学生议议可能看到的现象，然后教师和学生一起动手做一做,观察实验现象是否吻合。

◆一个同学站在健康秤完成一个下蹲和起立的过程，另外一个同学观察健康秤示数的变化情况。

先让学生议议可能看到的现象。

后请仔细观察这样几个读数：1）人站在秤上静止时健康秤的示数为多少；2）在下蹲的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化；3）最后当他蹲下后静止时示数又为多少。

4）在站立的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化；为了使所有的同学都能看清实验的过程，我请一位同学当场摄像（或者课前将过程拍摄），等一下播放给大家看。

3.想一想一个人想一次携带三个相同质量的铁球过独木桥，可是独木桥的最大承受力，只有人和一个铁球的重力之和。

他灵机一动，用如图的方法过桥，你认为可以吗？六、实践作业（也作为课程资源）：1.用冰淇淋纸杯做失重实验如图所示，把两个金属螺母（M10－12毫米）拴一根橡皮筋的两端，再把橡皮筋的中点用一短绳固定在冰淇淋纸盒（或铁罐）底部正中，让螺母挂在空盒的口边上。

实验时让空盒从约2米的高处自由下落，你会发现螺母被橡皮筋拉回盒中，并发生“咔哒”的撞击声。

请你试一试，并思考下列问题：（1）为什么下落时，螺母会被拉入到盒内？（2）在空盒放手后的初始阶段，螺母是否以重力加速度g自由下落；（3）放手后，空盘是否以重力加速度g下落？2.用手电筒做超重、失重实验将手电筒竖直向上放置，打开开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮。

实验时手持电筒，保持它在竖直方向，突然向上运动，你会看到小电珠熄灭。

如果使上述电筒的后盖稍许再旋松一点，直至小电珠刚刚熄灭，然后手持手电筒突然向下运动，小电珠就会点亮。

你能参照图所示手电筒的结构，分析发生上述现象的原因吗？3、比一比，做游戏比一比看谁能让自己在测力计上的示数最小?(以小组为单位，选派代表参加比赛)比赛的规则：双脚不能离开测力计，手不能撑扶其它物体，没记录完数据不要离开秤。

请获胜同学谈感受，并分析比赛取胜的关键因素是什么?(测力计示数的大小不仅取决于参赛者的质量。

还取决于他的加速度。

)（八） 教学设计说明教是为了学生的学，学是主动而活泼的，要使学生真正理解和掌握物理知识，并内化为自身能力，最好的方法是：让学生主动参与到教学活动过程中来，通过内心体验与创造去学习。

学生在解决实际问题中的学习是比教师单纯教授知识更有效，思维训练也更加深刻，学生得到的不仅有知识，还包括解决问题的方法和策略，独立思考的认知技能和实际操作能力等。

在本节课中，我采用观察体验的方法，让学生通过“观看运动电梯内物体视重变化的录象”过程的观察，归纳出超失重的特点。

通过学生动手实验探究在哪些情况下出现超失重，进一步分析超失重的本质上共同点：在竖直方向上有共同加速度，让学生全面感受到实验探究的全过程，培养了学生观察、分析、归纳等各项综合本质。

然后通过“练一练”、“做一做”“想一想”进一步巩固了结论，培养学生分析、解决问题的能力、动手能力和创造力。

解决问题过程始终体现学生主体参与的设计理念．本节内容是应用牛顿定律解决实际问题的课题，课堂中设计许多系列小问题和表格，目的是把学生推到问题之中，并且由学生自行解决，一方面让学生在解决问题过程中暴露新问题，从而捕捉课堂有用信息，共享信息资源，解决了学生中最有针对性的问题；另一方面培养学生解决实际问题的能力，这种从“问题到问题”，从“学生到学生”的设计，体现了课堂教学“以生为本”的设计思想． （九）、板书设计：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧=⎩⎨⎧与重力的大小关系改变或）只是（）重力不变（实质时，产生完全失重。

度，且）当物体有向下的加速（度时，产生失重；）当物体有向下的加速（度时，产生超重；）当物体有向上的加速（产生条件失重：超重：超重和失重超重和失重压拉F F g a 21321..............2006年11月25日完稿。