超重与失重 教案

超重与失重教学设计

尤溪五中包文升【三维目标】

一、知识与技能

1、认识超重和失重现象的本质，知道超重与失重现象中，地球对物体的作用力并没有变化；

2、能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象；

3、知道完全失重状态的特征和条件，知道人造卫星中的物体处于完全失重状态；

4、运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。

二、过程与方法

1、经历观看实验，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，进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

三、情感态度与价值观

1、通过探究性学习活动，体会牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，产生探究的成就感；

2、通过运用超重与失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律是有价值的；

3、通过观看有关神舟10号太空授课的视频片段，激发学生爱国、爱科学的热情。

【教学的重点与难点】

重点：把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系。

难点：设计问题梯度，筛选教学资源，设计典型实验，引导学生探究，控制讨论交流时间是本节的难点。

【教学策略】

演示、讨论、讲解、分组实验探究。

【教学用具】

每两位同学一个弹簧秤与一个砝码；

力传感器；加速度传感器；体重计；钩码；带小孔的矿泉水瓶；

细绳；重物（装满水的矿泉水瓶）

【教学过程】

情景引入：播放神州10号太空授课视频片段

《火星救援》电影片段

思考与讨论：

短片中的超重与失重到底是一种什么样的物理现象，它们的产生原因又是什么呢？

今天我们就来学习如何运用实验，结合我们所学过的物理知识来探究解决以上问题提出问题：生活中如何测量物体的重力与质量？

弹簧测力计，台秤……

它们的实质是测量物体对弹簧的拉力（弹簧测力计），或对支持物的压力（台秤）思考与讨论：那么物体对弹簧测力计弹簧的拉力，或对台秤压力的大小始终都会等与物体的重力么？

实验演示：弹簧测力计，体重计

结论：物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力大小并不总是等与物体的重力，有时比i重力大，有时比重力小

得出定义：（力学特征）

1、超重：物体对悬挂物的拉力（或者对支持物压力）大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。

2、失重：物体对悬挂物的拉力（或者对支持物压力）小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。

同时强调：处于超重或失重状态的物体本身的重力并没有发生改变，只是它对支持物的压力，或对悬挂物的拉力发生了变化。

讨论与交流：生活中的超重与失重现象

电梯，游乐场里的过山车，跳楼机等项目

视频：电梯里的超重与失重

同学们观察并记录，在电梯运行里的那个阶段出现了超重，哪个阶段又出现了失重呢？

讨论：超重与失重与物体运动方向有关吗？

结合电梯中的超重失重引导得出结论，物体的超失重与物体运动方向无关。

提出问题：超重失重现象是如何产生的，物体在什么情况下会出现超重现象，和失重现象呢？

实验探究：

如图所示，在弹簧秤下端挂一钩码，仔细观察钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时、

请一组同学来回答实验结果：

生：钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变。

突然上升时，弹簧秤的读数变大。

突然下降时，弹簧秤的读数变小。

引导学生得出：超失重与物体的加速度有关

通过传感器得到的数据验证学生得到的结论，

引导学生得出超重与失重的运动学特征：

物体具有向上的加速度时，处于超重状态

物体具有向下的加速度时，处于失重状态

利用结论解释课题引入时的超重与现象：火箭起飞时具有向上的加速度，因而舱内的航天员处于超重状态

介绍超重对航天员的影响

用细绳与重物演示超重现象，请同学们根据刚才的结论分析解释（蹦极）讨论与思考：

一个质量为70kg的人乘电梯下楼，刚开始电梯以3m/s2的加速度匀加速下降。

求：这时他对电梯地板的压力大小。（取g＝10m/s2）

（490N）

若电梯的加速度为10m/s2，结果又如何？

学生通过计算发现当电梯的加速度为10m/s2时，人对地板的压力为零。

此时引入完全失重的概念：

当物体以大小为等于g的加速度竖直下落时，它对悬挂物或支持物完全没有作用力，好像没有了重力一样，称为处于完全失重状态。

实验验证：

当装有水的水杯壁上有一个孔时，在水压作用下，水会从孔中流出来。如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢？

经过实验发现水柱消失，原因是什么？

师：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对小孔处的水的没有压力，小孔没有水流出。

师：太空轨道舱中的人和物也处于完全失重状态。

课外活动：

家里有体重计的同学可以回家做一做，先站体重计上不动，读出台秤的示数；接着突然下蹲，读出开始下蹲时台秤的示数变化，想一想为什么会发生这样的现象？

然后先蹲着不动，读出台秤的示数；接着突然起立，读出开始起立时台秤的示数变化？

也想一想为什么会发生这样的现象？