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高中物理必修一第四章第六节《超重和失重》教学设计
一、教材学情分析
1、教材分析
作为第四章《运动和力》的最后一节，继《牛顿运动定律的应用》进一步对生活中的动力学问题进行分析，对竖直方向的加速度与力的关系进行分析、诠释。起到承上启下的作用，为后续天体运动奠定基础。通过电梯、太空空间站等真实情境建立加速度与超重、失重的关联，从而激发学生用所学知识解决实际问题的兴趣。
2、学情分析
通过前面的学习学生基本掌握受力分析、牛顿运动定律等基础能力，但可能有以下认知障碍：
1. 有的学生认为“失重=不受重力”
2. 加速度方向与运动方向混淆
3. 难以建立“加速度→力→运动状态”的物理模型架构
根据以上教材与学情分析，根据《课程标准》的要求可知设计适合的实验为突破重点、难点、易错点是非常必要的。
二、课程标准
通过实验，认识超重和失重现象
三、教学目标
1.物理观念
（1）理解超重和失重的定义及其产生条件。
（2）掌握运用牛顿运动定律分析超重和失重现象的方法。
（3）能够识别并解释日常生活中的超重和失重现象。
2.科学思维
能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，会用观察法和总结归纳等分析超重和失重的条件，并迁移解决生活中的实际问题。
3.科学探究
经历观察、实例探究、讨论交流的过程，掌握运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。经历探究产生超重、失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。
4.科学态度与责任
通过了解一些我国航天技术和国防科技的成就，激发学生对科学的兴趣和热情；培养学生科学探究能力，激发成就感；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。
四、自主预习
1.牛顿运动定律的内容
2.测量重力的两种方法
五、教学过程
环节 教师活动 学生活动
新课 导入 今天进入第四章第6节的学习《超重和失重》，从动力学的视角探讨现象与规律。 环节：“魔术-消失的水流”通过“水瓶实验”现象，提出问题：底部打有小孔的水瓶，在静止状态下，水向下流出，在松手后，水为什么不从瓶底小孔流出了？通过本节课的学习，希望能解释这个问题。 开门见山，通过问题设置，引入视重和实重的概念，进入本节课的核心环节。 通过提前的预习，回顾牛顿运动定律，说出测量重力的两种方法。 认真观看实验，提出猜想
活动一 电梯奇遇 1.观看物体在电子秤上，随电梯上升和下降的实验视频。 教师提问：请同学们认真观看实验视频并填写学习单任务二表格中的问题 （1）示数的变化情况 （2）物体的实重有没有发生变化？ （3）视重和实重的大小关系。 2.小结：超重现象和失重现象的定义 3.定义本质辨析：超重和失重与加速度方向的关系。 教师提问： （1）物体在什么运动状态下会出现超重和失重现象？ （2）出现超重和失重现象与物体的速度的方向有无直接关系？ （3）分析加速上升和减速下降都处于超重状态，减速上升和加速下降都处于失重状态的共同特点。 4.发现规律： 5.验证规律： 运用牛顿运动定律证明加速度方向向上时会出现超重现象，加速度方向向下时会出现失重现象。 分析生活现象 通过学生的回答，引导学生通过加速度方向判断超重和失重现象。 学生记录电子秤示数变化、观察物体随电梯上升和下降时，运动状态的改变。 结合视重实重的定义回答问题，通过视频，判断视重和实重的大小关系。 理解超重现象和失重现象的定义。 理论分析电梯在运行过程中的运动状态，总结规律。 小组讨论，自主验证加速度方向向下的时候会出现失重现象，加速度方向向上的时候会出现超重现象。 学生回答。 学生板演 学生分析、回答
活动二 完全失重 提出问题：若上面题目中的跳楼机以加速度g向下加速运动，此时人对座椅的压力为多大？ 1.小结： 2.实例：浩瀚的宇宙非常神秘，在科研人员的不懈努力下我国已经在太空安了新家-天宫空间站，在空间站里宇航员的生活状态与我们在地球上的情况一样吗？请同学们观看天宫课堂的其中一个视频，体验太空抛物的奇妙之处，想一想为什么会出现这种现象，能否解释一下呢？ 小结：太空中的宇航员，以及自由落体，竖直上抛的空中过程都可以视为物体处于完全失重状态。 前后呼应：解释课堂导入的“魔术-消失的水流”实验现象 学生利用牛顿运动定律计算、回答 根据对完全失重状态的概念和运动学特征解释空间站中完全失重现象，并解释课前的“水瓶实验”。
活动三 视觉解析 提出问题：同学们，想一想人蹲下和站起的过程中的哪些过程是超重，哪些过程是失重呢？ 教师引导从运动状态着手，分析加速度方向，通过加速度方向判断超重或失重。 请通过传感器验证： 利用“手机物理工坊”这一APP，可直接测量加速度随时间变化的情况，也可直接获取实验图像，直观明了。 小结：研究实验图像可得：人在蹲下过程中，开始阶段处于失重状态，后面阶段处于超重阶段，在站起过程中，开始阶段处于超重状态，后面阶段处于失重状态。分析对应运动状态分别是蹲下-向下先加速后减速，站起-向上先加速后减速。请用加速度方向来判断不同状态下，为什么会出现超重或失重现象？ 小组合作讨论，完成讨论的小组可以通过用手机物理实验工坊APP进行自主验证。 学生实验，观察加速度随时间的变化情况，体会科技的便利。 学生分析、讨论、得到结论
活动四 思维挑战 1计算： 2.课堂思政：国家的军事实力的彰显，需要物理理论的支持。一定要为了国家强盛学好物理，为我国的繁荣富强添砖加瓦。 学生结合牛顿运动定律进行计算。
课程总结 回顾课堂所学，对知识进行总结。
六、板书设计
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