超重与失重教学设计

《超重和失重》教学设计

参赛学校：湖南省宜章县第一中学参赛教师：黄周喜

一、教学内容分析

本节是学生学完牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一：超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力.其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，学生熟悉，能亲身感受，而且充满惊奇和趣味，能激发学生的学习兴趣和探究热情，这对于培养学生主动学习有着极其重要的引导作用，是一个很好的学习资源。其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，对于培养学生的想象力和创新思想具有重要作用。

二、教学对象分析

1．学生对牛顿第二定律，牛顿第三定律的运用还不是很熟练，可能将超重、失重现象与牛顿运动定律割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。

2．学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识。

三、教学目标

1．知识与技能

（1）认识超重和失重现象；

（2）知道产生超重、失重现象的条件；

（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；

（4）知道超重、失重的实质。

2．过程与方法

（1）经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。

（2）经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略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

（1）通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，

知道物理就在身边。

（2）了解一些我国航天技术的成就激发学生对科学的兴趣和热情。

（3）培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

四、教学重点及难点

1．教学重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。

2．教学难点：

（1）产生超重和失重现象的实质；

（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实例分析。

五、教学方法

多媒体教学法、实验探究法。

六、教学过程及整合点

（一）趣味实验引入新课

用纸带悬挂一个重锤让它保持静止，然后突然向上提重物。

师：同学们猜想会看到什么现象？（学生回答，老师演示）

师：纸带为什么断了？带着这个问题进入今天的学习——超重与失重（板书）（通过趣味实验激发学生的学习兴趣和求知欲，让学生带着好奇心来学习）呈现学习目标：

（1）通过实验认识超重和失重现象；

（2）理解产生超重和失重现象的条件和实质；

（3）通过一些例子了解超重和失重在生产生活中的应用，激发学生探索未知世界的兴趣。

（二）新课教学

1．实验探究——超重与失重现象

（1）实验内容

如图所示，在弹簧秤下端挂一钩码，仔细观察钩码静止时、突然上升和突然下降时弹簧秤示数的变化。将实验现象填入表格：

钩码运动状态弹簧秤示数的变化

静止

突然上升

突然下降

（2）分组实验，合作探究

学生分组实验，记录实验现象，组内讨论交流。

（3）实验分析

请一组同学来回答实验结果：

生：钩码静止时弹簧秤示数不变。

突然上升时，弹簧秤的示数变大。

突然下降时，弹簧秤的示数变小。

师：弹簧秤示数表示的是什么力？是钩码的重力吗？

生：不是钩码的重力，应该是钩码对弹簧秤的拉力。

（教师引导学生对实验结果进行归纳总结）

师：钩码静止时弹簧秤示数基本不变，此时钩码对弹簧秤的拉力，等于钩码的重力；突然上升时，弹簧秤的示数变大，说明此时拉力大于钩码的重力，好象物体变重了；突然下降时，弹簧秤的示数变小，说明此时拉力小于钩码的重力，好象物体变轻了。

（4）实验结论

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），大于物体的重力的现象，称为超重现象。

失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），小于物体的重力的现象，称为失重现象。

（此环节，教学的重点是通过实验探究认识超重与失重的现象）

2．实验探究——超重、失重现象产生的条件

（1）实验器材：砝码若干，DIS数据采集系统，力传感器、位移传感器

（2）分组实验

学生利用计算机、数据采集器、力传感器、位移传感器、钩码完成DIS实验，获得砝码向上运动时、向下运动时的弹力随时间变化的图象（F－t图象）以及速度随时间变化的图象（V-t图象）。

（3）合作交流

组织学生根据F－t图象、V-t图象分析上升过程、下降过程物体的运动状态以及超重、失重情况，并把结果填入下面表格中。

（4）教师引导整合

超重产生的条件：物体具有向上的加速度．

失重产生的条件：物体具有向下的加速度．

（5）理论探究

以砝码为研究对象，它受到向下的重力和向上拉力，当加速度向上时，由牛顿第二定律可得：F-mg=ma ，即F=mg+ma> mg 由牛顿第三定律可知物体对弹簧秤的拉力大于物体所受重力，即物体超重；当加速度向下时，由牛顿第二定律可得： mg- F=ma ，即F=mg-ma< mg 由牛顿第三定律可知物体对弹簧秤的拉力小于物体所受重力，即物体失重。

（6）师生达成共识

物体处于超重还是失重状态，仅由加速度方向决定，与物体速度方向无关。

（7）反馈应用巩固知识

让一位学生站在体重计上突然下蹲、突然起立，分析体重计示数的变化。

（8）丰富现象回归实践

小组交流、讨论、举例生活实践中的超重和失重现象，代表陈述。

（知识整合点：由于弹簧秤的示数变化不定，且瞬间即逝，难以全面观察，通过DIS系统不仅可以让学生直观的观察到拉力变化情况，还可以清晰的分析物体的运动情况。从而让学生更充分的掌握物体超重、失重的条件）

3．理论探究、实验演示——完全失重

（1）讨论：物体在失重的情况下，加速度等于重力加速度时，将会发生什么现象？

（2）引出概念：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，称为完全失重现象。

（3）产生条件：a=g 方向竖直向下。

（4）演示实验：把一个矿泉水瓶子四周戳一些洞，装满水，然后将它向上抛出，观察在上升、下落过程中水是否会流出来。（此实验的目的是让学生感知生活中的完全失重。）

（5）观看录像“航天员杨利伟在飞船当中的失重状态剪辑”。

（通过视频教学让学生体会物理与科学的联系，感受科技离我们并不遥远，激发