资源简介

《超重和失重》教学设计
【课 题】超重和失重
【教学时间】45分钟
【教学对象】高一年级学生
【课 型】概念课
【教 材】高中物理人教版必修一第四章第六节
【教材分析】
教材的地位和作用 本节选自高中物理人教版必修一第四章的第六节，是本章最后一节同时也是本书最后一个知识内容。本节是前面牛顿运动定律的应用，通过本节的学习，学生能够理解什么是超重和失重，以及超重和失重在生活中的利用和危害。
【学生学情分析】
学生的思维基础 能够简单的将生活中的情景转化为物理模型。
学生的知识基础 学生已经学习过运动学和力学的知识，以及本章前几节动力学的知识（牛顿运动定律）。
学生的能力基础 能够应用牛顿运动定律的相关知识解决生活中的一些问题。在生活中有同学体验过超重和失重（跳楼机、过山车等）
学生的认知困难 学生会认为弹簧测力计或体重秤的示数就是物体重力的大小。
【核心素养目标】
物理观念 能够更深刻理解牛顿运动定律； 能分析生活中失重和超重现象； 能用牛顿定律解决生活中的实际问题； 知道超重和失重的危害和利用。
科学思维 能够通过观察和亲自实验说出自己的观点，并且对观察到的现象提出质疑。
科学探究 通过实验探究的过程，观察并体验失重和超重现象，并且能够用牛顿运动定律知识解释超重和失重现象。
科学的态度与责任 通过本节的学习，打破之前认为体重秤的示数就是人的重力的大小的错误观念，将物理知识与生活紧密联系，体会从生活走向物理，再从物理走向生活，知识来源于生活，知识最终服务于人类。
【教学重点】什么是超重和失重;
产生超重和失重的条件
【教学难点】产生超重和失重现象的实质；
运用牛顿运动定律对超重和失重现象进行分析
【教学方法】
教法 演示法 对于一些实验现象不是很明显、且操作有困难的实验，教师可以演示给学生观看，学生可以通过观察更直观的感受实验现象的变化，从而达到教学效果。
实验法 物理学是一门以实验为基础的课程，而物理实验是教学的重要内容和手段。本节注重通过实验创设问题情境如一些生活中简单的弹賛测力计和体重秤实验等，紧密联系生活，激发学生的学习兴趣。
讲授法 讲授法是所有教学方式中使用最广泛的，通过讲授的方式，可以更加突出本节课的重难点，也可以串联本节课的教学内容，让学生更能理解知识。
学法 在教师的指导下通过实验、培养学生观察、分析、探究问题的能力、从实验中掌握科学研究方法。并利用已有的知识基础、将理论联系实际、并从直观现象中体会学习的乐趣，加强对学生发散思维的训练，从中形成良好的探究精神和科学素养。
教学用具 气球、钩码、橡皮筋、弹簧测力计、体重秤、课本、泡沫块
【教学过程设计】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
超重和失重现象 实重和视重 小实验（一）：让水球静止在手上 1：托着水球加速向上； 2：拖着水球加速向下 问题：两个过程中（向上和向下的瞬间），手部感受到的力有何变化？ 小实验（二）： 用橡皮筋勾住钩码 1：缓慢向上拉钩码； 2加速向上拉钩码 学生观察：两个过程中橡皮筋的长度有何变化？ 并提问：以上两个实验，物体的重力改变了吗？什么力发生改变了呢？ 教师总结什么是超重和失重现象 提问： 怎样测量人的体重？ 在什么状态下测量？ 体重秤的示数代表什么力？ 体重秤的示数和物体实际重力相等吗？ 教师总结：实重和视重 学生体验并回答问题：加速向上托起时，感觉水球变重了，加速向下时感觉水球变轻了。 缓慢向上提钩码时，橡皮筋长度不变，加速向上提时，橡皮筋变长了。 学生回答：重力没有发生改变，水球对手的压力和钩码对橡皮筋的拉力发生改变。 学生回答： 体重秤、电子秤、磅秤... 平衡状态下测量。 物体对体重秤的压力或对橡皮筋、弹簧的拉力。 只在平衡状态下相等。 通过现场试验，让学生真正体会到超重和失重是物体对支持物或者悬挂物的压力或拉力发生变化，为超重和失重概念的提出提供基础。 通过受力分析，结合牛顿第三运动定律明白什么是实重和视重，打破原有的错误认知
超重和失重现象产生的条件 牛顿定律分析超重和失重 通过播放教师在电梯里称体重的视频，学生们记录电梯上升和下降体重的变化，并找出哪些阶段出现超重，哪些出现失重现象，并要求学生标出各阶段速度和加速度的方向。 提问： 在哪些阶段出现了超重和失重现象？超重和失重只在电梯上升或者下降过程中出现吗？它和速度方向有关吗？它和加速度方向有关吗？ 归纳总结：超失重的条件 取电梯加速上升（超重）和减速上升（失重）两个阶段进行受力分析，运用牛顿第二和第三定律分析，在加速上升时人对体重秤的压力大于自身重力，在减速上升时人对体重秤的压力小于重力。 教师提问： 电梯加速上升时物体的合外力方向如何？合外力的形式是什么？电梯减速下降时又如何？ 完全失重 教师提问： 假如电梯由于故障，做自由落体运动，此时人对体重秤的压力为多少呢 学以致用（巧分叠书） 小游戏：将两本书逐页交叠在一起，用手水平扯出（此时比较困难扯出）； 让书在加速落地同时轻松快速扯出。 学生观察并分析超失重的条件。 在电梯加速上升和减速下降时出现超重现象；在电梯加速下降和减速上升时出现失重现象。 电梯上升和下降都出现了超重和失重现象。 物体超失重与速度方向无关，与加速度方向有关 学生进行受力分析并交流讨论。 学生回答： 物体加速上升时，加速度方向向上，合外力由支持力减去重力来提供，支持力大于重力，由牛顿第三定律知，支持力等于对物体的压力，则压力大于重力。同理可知，电梯减速上升时，物体的加速度方向向上，合外力由重力减去支持力来提供，支持力小于重力，由牛顿第三定律知，压力小于重力 学生通过计算，此时压力为零，即视重为零。 总结完全失重的概念 学生参与小游戏，运用超重和失重的知识分析得出小游戏背后隐藏的物理秘密：书下落过程中完全失重，书之间的压力消失，书便可以轻松扯出。 从牛顿第二定律的角度给出超重和失重的解释，让学生熟悉牛顿第二定律的同时认识到，超重和失重是牛顿第二定律的一个具体应用，在解释超重和失重后，顺势提出电梯如果自由落体时，人对体重秤的压力是多少这个问题，从而引出完全失重的概念。 通过小游戏（巧分叠书）让学生用本节课的知识分析游戏背景后隐藏的物理知识。
超重的危害和利用 危害： 游乐场跳楼机的注意事项：心脏病、孕妇、颈椎病的人禁玩！ 小实验：演示超重状态下的危害 静止状态下，泡沫块没有断裂。 加速上升时，泡沫块断裂。 利用 泡沫金属、玻璃纤维 学生讨论交流超重的危害 学生观看教师演示实验，体会超重状态下的危害，并且理解在极限的超重状态下，身体各个部分都会受到损伤。 本环节介绍超重和失重的利与弊，让学生体会物理与科学的练习，感受到科技离我们并不遥远，培养学生的想象力及综合分析问题的能力。
作业布置 完成课后习题 说一说在完全失重的情况下，飞机里的哪些东西还能使用？ 练习 对知识复习与巩固，加深对超重和失重的理解。
【板书设计】

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