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《超重和失重》教学设计
章节内容 课题名称：《超重和失重》 第1课时
重难点 能应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，培养基于已有知识的推理能力，深化运动和相互作用观。
教材内容分析 “超重与失重”以单独一节的形式呈现出来，注重学生在学习超重和失重过程中的体验和发现过程，强化应用牛顿运动定律分析超重和失重过程的方法。通过让学生站在体重计上向下蹲的过程中观察体重计示数的变化，引发疑问，强调学生的参与、体验与思考。在学生展开活动之前，帮助学生明确了测量重力的方法，为学生后续利用体重计寻找超重和失重产生的条件并理解超重和失重搭建了台阶。在“超重和失重”中，引导学生利用牛顿运动定律对体重计上的人进行分析，并根据体重计的示数与重力的关系，介绍了超重现象和失重现象。在“思考与讨论”栏目中利用Phyphox软件将体重计示数变化图像化，并引导学生分析从体重计上“站起”过程中超重和失重的情况，强调了学生的分析过程。
学情分析 学生在日常生活中对超重和失重是有所感知的，并且也会通过各种媒体了解到我们国家太空授课等视频了解到失重现象，但是对于超重和失重的实质并不清楚，也不能很好的解释有关的日常生活中的超重失重现象。
教学设计整体思路 “教学评一致性”，是课堂教学的原理与规律，在设计本篇教学设计时，力求做到“教--学--评”的一致性。根据课程标准、教材、具体学情制定出学习目标，并且制定出相应的评价任务。在这两者的基础上，利用信息技术软件Phyphox嵌入教学活动中，真正做到“以评定教”。
学习目标 1物理观念：通过情境分析，能辨认超重和失重现象，会归纳超重和失重的概念和条件。2科学探究：能应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，培养基于已有知识的推理能力，深化运动和相互作用观。3科学态度与责任：通过观看火箭发射过程，观察发射过程中宇航员的神态，能够解释超重和失重的现象。
教学环节 教学过程 设计意图
导入 猜一猜，老师的体重有没有可能很重或者很轻？ 观察数据、深入思考、激发兴趣，快速进入学习情境
目标1 一、重力的测量1.重力测量的方法一操作方法：(1)先测量物体做自由落体运动的加速度g；(2)再用天平测量物体的质量；(3)利用牛顿第二定律可得：G＝mg2.重力测量的方法二操作方法：利用力的平衡条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。评价任务:分组测量桌子上钩码的重力体验和探究超重和失重现象1、在校园电梯里探究电梯运行过程中人的体重计示数的变化观察视频中电梯上、下过程中体重计示数变化，填写表格思考与讨论：问题1：电梯向上启动瞬间加速度方向如何？台秤的示数大于重力还是小于重力？问题2：电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？台秤的示数大于重力还是小于重力？问题3：若电梯下降启动的瞬间或到达楼梯底前减速运动时，台秤的示数大于重力还是小于重力？2、利用Phyphox软件实时显示电梯运过程中加速度的变化 明确重力测量的两种方法，并引入视重和实重的含义学生分组分别体验电梯上升、下降过程中示数变化，感受超重和失重现象学生识记记录通过比较示数与实重大小关系，定性超重和失重让学生会根据a-t图像判断超失重过程
播放提前录制好的利用Phyphox软件在上升和下降过程中加速度变化的视频，展示出数据测量结果。在学生思考期间可能需要就如何分析数据或者解释图像进行提示。失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。产生条件：物体加速度方向朝向哪里？超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。产生条件：物体加速度方向朝向哪里？完全失重：探究在不堵住孔的情况下，让装满水且侧壁有孔的瓶子停止漏水的方法，拿出装满水且侧壁有孔一直在漏水的瓶子现场演示。思考与讨论：问题1：为什么会漏水、漏水的原因是什么？问题2：如若将打开两个小孔的瓶子静止开始竖直下落，水柱会有什么变化？物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的情况称为完全失重现象。评价任务： 认真观察、分组实验、积极思考
目标2 用牛顿第二定律分析超重、失重现象1、利用Phyphox软件分别显示下蹲、站起的加速度变化人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态到完全蹲下，观察体重计的示数。问题：为什么会发生这样的变化？【探究分析】通过分析，我们发现当物体向上加速或向下减速时，加速度方向向上物体发生超重现象，而当物体向下加速或向上减速时，加速度方向向下物体发生失重现象，接下来我们先对超重的现象进行分析。向上加速（向下减速）根据牛顿第二定律，得mg - FN = -maFN = mg + ma根据牛顿第三定律，得FN’= FN FN’> mg超重现象向下加速（向上减速）根据牛顿第二定律，得mg - FN = maFN = mg – ma根据牛顿第三定律，得FN’= FN FN’ < mg失重现象【说明】超重现象并不是重力的增加失重现象也不是重力的减小，而是视重的变化评价任务：为了观察超重和失重现象，学校兴趣小组成员质量为50kg的同学站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数：（取重力加速度g＝10m/s2）（1）电梯匀速上升；（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升；（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升 学以致用，学生利用手机软件实时观测到下蹲过程中加速度的变化，培养学生图像处理能力和语言表达能力。通过教师板演利用牛顿运动定律分析物体超重现象的原因，引导学生完成对失重现象的分析。强化牛顿运动定律的两大应用之一（已知运动状况，求受力情况），形成动力学思想。回归引课，巩固练习。
目标3 观看宇航员发射升空过程1、神舟十二号成功发射全过程，航天员舱内“玩笔”自述感觉真好(聂海胜、刘伯明、汤洪波)问题：为什么火箭起飞时，航天员要采取平卧姿势呢？2、观察宇航员在8G超重模拟的训练视频，观察其面部表情及身体变化。小结： 通过本节课学习的超重和失重，结合航天事业的发展，让学生感受到物理学在科技发展中起到的重要作用，同时让学生再一次感受物理源于生活并应用于生活，强化学生爱国主义精神。课堂小结，梳理知识。
课后作业 课后作业上网查阅资料，查明王亚平宇航员从“失重模式”调回“地球模式”，王亚平瘦了的原因？2.物理课本112页，练习与应用。 素养提升、巩固练习

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