高中物理超重和失重课堂教案新人教版必修1

超重和失重课堂教案

【设计思想】

本课将在学生原有知识结构的基础上，通过体验和经历，构建关于超重和失重的新知识，达成预定的三维教学目标。

本课将以探究为主线，充分重视情景、问题、体验、合作、自主、交流等教学元素，力图实现现代信息技术与课堂教学的整合。

【教学目标】

1、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。

2、过程与方法：

（1）使学生掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法；

（2）使学生体验通过实验和理论分析探究超重和失重现象的过程。

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。

【重点难点】

重点：什么是超重和失重以及产生超重和失重现象的条件。

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。

【教学仪器】

（1）体重计、超重（失重）演示仪、纸条、钩码、各类超重（失重）小实验器材。

（2）DIS实验设备：力传感器、数据采集器、计算机、投影仪。

【教学流程】

实践应实验、猜测验证、交

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激疑2——什么情况下会出现超重和失重现象？

激疑3——为什么会产生超重和失重现象？

2. DIS是“数字信息系统”的英文缩写，本实验可记录超重、失重现象中拉力或压力的变化过程，显示瞬时值的大小。

3.“实践应用”要求学生运用所学超重、失重的知识解决一些相关实际问题，例如计算、自主实验等，并通过自主活动和交流体验猜测和验证的科学方法。

【教学流程】

情景引入：

学生实验1：用纸带挂上钩码，然后迅速上提。（弹簧秤补充验证拉力变大）

现象：纸带断了。（纸带既然能够承受钩码的重力，怎么会断呢？）

学生实验2：某位学生称体重，在秤上蹲下和站起。

现象：秤的示数发生变化。（难道该学生的体重发生了改变？）

由以上两个学生实验引出课题“超重和失重”

板书：超重和失重

问题提出：

从实验出发，围绕着超重和失重，学生提出问题。

师生共同归纳整理提出的问题：

（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？

解决问题1：什么是超重（失重）现象？

师生共同分析实验现象：

1. 纸带断了说明钩码对纸带的拉力增大了，大于钩码的重力。

2. 磅秤的示数表示的是人对秤的压力，秤的示数增大表示人对秤的压力大于人的体重。

这些都是超重现象。

引导学生归纳什么是超重和失重现象的文字描述。

板书：超重失重

F> G （或N>G）F< G（或N

学生指出实验中的失重现象：秤的示数减小表示人对秤的压力小于人的体重。

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？

探索研究：

1）实验探究：

解决问题2：什么情况下会出现超重现象？

学生实验：学生站在体重计上，观察下蹲和站起时秤的示数如何变化，并描述观察到的实验现象。教师DIS演示实验：重物在模拟电梯中的秤上，随电梯一起上升和下降。用力的传感器记录重物对传感器的拉力的变化过程。

学生分析拉力随时间变化的图象，找出超重和失重现象分别所对应的图象部分。

经图象分析发现上升过程中有超重和失重，下降过程中也有超重和失重。显然出现超重还是失重现象并不是取决于速度的方向。那么出现超重还是失重现象究竟取决于什么因素呢？

结合称体重实验时的体验和感受，学生进一步分析物体在上升过程中运动情况是怎样发生变化的？

【提示1】上升过程可以分为哪两个阶段？（初速为零，末速为零，中间速度不为零）

【提示2】比较超重现象所对应的两种运动情况在本质上有什么共同点？

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。

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引导学生归纳下表，并得出结论：当加速度方向向上时，物体发生超重现象；

当加速度方向向下时，物体发生失重现象。

运动V大小变化a方向F与G的关系超、失重状态方向

F>G超重向上增加上

升GF< 失重向下减少

降F>G减少超重向上

板书：超重失重

aa向下向上

2）理论分析：

解决问题3：为什么会出现超重和失重现象？

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

板书：超重失重

F = mg + ma F = mg–ma

实践应用：

1. 例题：质量为50kg的人站在升降机内的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的示数各是

2）（g=10m/s 多少N？

（1）升降机匀速上升

2的加速度加速上升）升降机以4m/s（22的加速度减速上升）升降机以4m/s（3（4）升降机以重力加速度g加速下降

2．通过分析例题（4）引出完全失重概念，然后再用DIS实验验证。

由实验演示归纳完全失重现象

板书：（完全失重）a = g（竖直向下）F = 0或N=0

布置作业：

演示装水的瓶子自由下落，请思考在下落过程中水为什么不会流出来？要求每个同学都回去做一做该实验，记录观察到的现象，并应用初高中所学的物理知识解释这一现象。

板书设计：

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完全失重失重超重

（或N=0）F=0 F 1、现象F>G（或NG）

竖直向下= ag a2、判断依据a向上向下

ma G-F= = G-Fma G3、理论分析F-=ma