人教版高中物理《超重和失重》教学案例

《超重和失重》教学案例

【教材分析】

超重和失重是牛顿定律解决实际问题的典型问题，因此本节课要帮助学生正确理解超重和失重现象，并且运用超重和失重现象来解决一些实际问题。【学生分析】

学生通过“力”“直线运动”和“牛顿运动定律”的学习，具有了一定的知识基础，为本节内容的实验和研究性学习打下了知识基础，创造了一些可利用的条件。

【教学目标】

1．知识与技能

运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。

培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力。

2．过程与方法

通过实验法和类比法，总结归纳超重和失重的现象和本质。

3．情感、态度与价值观

渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

【重点难点】

1．超重和失重的实质。

2．利用牛顿第二定律计算有关超重和失重问题

【设计思想】

通过实验体会，激发学生兴趣，理解超重和失重的实质。

【教学过程】

场景1真实体会分析特点

观看录像片《神州六号上的超重和失重现象》，展示了神州六号航天飞船在

起飞中产生了超重现象，在太空中又产生了失重现象。给出了超重和失重现象现象的基本特点。请同学根据自己的体验经历，谈谈自身体验过超重和失重状态。

学生1：经过教师提示，介绍了他乘升降机上、下楼，在升降机开始启动和停止前一小段时间的感受，并说明了原因。

学生2：受生1的启发，介绍他寒期游玩时，在凤凰山公园玩过山车过程中，当过山车在圆形轨道上运行时，此运动过程中感到了超重。

学生3：介绍他从电视看到现在很流行的一项运动蹦极，当人跳下来做自由落体运动过程中，有失重的感受。

这是三位同学在生活中的真实体会，给我们分析了几例超重和失重的现象，让我们进一步明确了这两种现象的特点，下面我们一起概括一下：

超重──物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的现象失重──物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的现象现在，我们可以在教室里，再体会一把超重和失重的感受，我拿出准备好的电子体重计，请一位同学上来做“模特”，让他站在体重计上，让大家记录下他的体重，然后让他在体重计上做下蹲动作，请一位同学来观察体重计的示数变化（变小），发生失重现象，然后再让他在体重计上做站起的动作，观察体重计的

示数变化（变大），发生超重现象。给学生真实的体会。

教师：从定义上看，我们能不能说超重和失重就是某一物体增加了重力和减少了重力?为什么?

学生：（教师提示）不能，因为重力大小由物体质量和重力加速度的乘积决定，与物体做什么运动无关。

【教学总结1】

经过教师的引导和学生生活实例的真实体会，对超重和失重有了体会和初步认识，而且体会很深刻，特别是学生上台体会，班级气氛相当活跃，而且过程中

使学生产生了这样一个疑问，为什么下蹲和起立时会发生超重失重现象，现象的发生与哪些因素有关。

场景2实验展示，挖掘条件

通过研究性实验得到超重和失重以及完全失重的本质原因，过程中，尽量使学生多观察，多思考。

1.演示实验装置如图所示。

①手握木条的一端，另一端加挂钩码，悬停空中；

②增挂钩码个数，至木条折断；

③手握另一相同木条一端，另一端挂好钩码（n-1），悬停空中；

④手举木条加速上移，木条折断。

通过实验分析，物体做加速向上运动时，物体处于超重状态。

2.演示实验装置如图所示。

①饮料瓶静悬空中，均有水从小孔流出；

②用手拿饮料瓶从高处加速下落，水流速变慢；

③饮料瓶从高处自由落下，无水流出；

通过实验分析，物体做加速向下运动时，物体处于失重状态。

通过实验学生对超重和失重的现象很直观的理解，很多同学都认为，向上运动是超重向下运动就是失重，但此时不马上对超重失重到底与速度方向有关还是和加速度方向有关下结论，而是不失时机地提出了这样的设想：

如果将瓶子竖直上抛，水会从孔中喷出吗？

学生大部分学生认为水会从孔中喷出，甚至认为上抛时水会比静置时喷得更远，只有少数学生持怀疑态度。

在这种情况下，几个同学主动上台相互商议、协作进行了探究式的实验演示。他们分别将盛水瓶竖直上抛、斜上抛、平抛、斜下抛，出乎意料的情景连续出现了，无论向那个角度抛出瓶子，水均不会从孔中喷出。通过引导学生分析对比抛体运动和自由落体运动的异同，使大家意识到，只要饮料瓶仅受重力作用，水就

3）当物体有向下的加速（ 度，且a = g 时，产生完全失重。 ⎪ ⎪实质⎨ ⎪⎩ （2）只是F 或F 与重力的大小关系改变 （ ）当物体有向上的加速度时，产生超重；⎧ 1 超重和失重⎨产生条件（ 度时，产生失重；⎨ 2）当物体有向下的加速 ⎧ 不会喷出，与水瓶的运动方向、速度大小无关。然后，以此为突破口，从特殊到

一般，结合生活中的实例讨论、分析，使学生对失重这一现象有了比较深刻的认

识。并归纳出：

（1）当物体有向下的加速度时，产生失重现象（包括匀减速上升，匀加速下降）

分析得到结论 T=mg-ma=m(g-a)

（2）当物体有向上的加速度时，产生超重现象（包括匀减速下降，匀加速上升）

分析得到结论 T =mg +ma =m(g +a )

【教学总结 2】

通过这一段实验的讨论，运用比较的方法，充分发挥学生的主观能动性，多

角度、多侧面的展示实验现象，让学生从意外的感性认识，回归到意料的理性认

识。这种做法是很有必要的，它可以使学生对物理现象、物理规律的认识由表及

里，由浅入深。

场景 3

学生应用 教师引申

在课堂上让大家把课堂练习做起来，然后请学生来分析题目的解法，很多学

生都认真的准备起来，鼓励他们大胆的提出疑问，由学生来回答，老师进行点拨

和指导，刚开始气氛不是很活跃，随着几位同学的回答受到老师赞赏后，气氛明

显活跃起来。很好的完成了教学任务。

最后，教师进行归纳总结

⎧ ⎧超重 ⎪超重和失重⎨ ⎪ ⎩失重 ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ （1）重力不变 ⎩ 拉 压

【教学总结 3】