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课 题 人教版必修一第四章第六节《超重和失重》
教 学 设 计
指 导 思 想
《高中物理课程标准》指出，学生应具有科学探究意识，能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设；具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案，使用不同方法和手段分析、处理信息，描述并解释探究结果和变化趋势；具有交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威；关心国内外科技发展现状与趋势，了解物理研究和物理成果的应用应遵循道德规范，认识科学·技术·社会·环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
教 材 分 析
本节课是2019人教版《高中物理必修第一册》第四章第6节内容。“超重与失重”是利用牛顿运动定律解决问题的一个重要特例。超重与失重属于运动与相互作用观的范畴，它既是牛顿运动定律的应用，又是日常生活常见的物理现象，还是当今宇宙开发中面临的重要问题。通过学习，学生不仅能对牛顿运动定律有全面而深刻的认识，而且有助于培养学生分析解决问题的能力，体会到物理知识与日常生活、现代技术的联系，提升学生的核心素养。
学 情 分 析
学生认知基础：此前已经学习了牛顿运动定律的内容，并掌握了它的基本应用。而高一学生已掌握建构质点模型、自由落体运动模型的方法。学生已有一定量的定性和定量探究实验，具备基本的实验探究能力和分析推理能力。 学习困难：生活中一些前概念对学生会造成一定的干扰，比如“超重与失重就是物体实际重力的增减”。模型建构经验不足，学生自主探索发现物理规律的能力比较差。
教 学 重 点
应用牛顿运动规律分析超重与失重现象。 2. 通过实验认识超重和失重的现象。 3. 在超重和失重中对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。
教 学 难 点
准确理解超重和失重现象的本质。 2. 运用牛顿运动定律解决超重与失重的实际问题。 3. 通过亲身体验和观察电梯里的台秤示数变化，理论分析超重和失重产生的条件。
教 学 目 标
物理观念 知道测量重力的不同方法。 了解超重与失重现象，理解其实质及产生条件。
科学思维 1. 经历超重与失重的建模过程，锻炼科学建模和推理能力。 2. 学会对实际情境建模，用科学的方法解决实际问题。 3. 应用牛顿运动定律分析超重和失重现象的原因，理解超重和失重现象本质
科学探究 1. 通过实验探究超重与失重现象，锻炼科学探究能力。 2. 经历探究超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法解决现实生活问题。 3. 通过亲身体验和观察电梯里的台秤示数等发现超重和失重现象产生的条件
科学态度与 责任 1. 通过实验探究超重与失重现象，锻炼科学探究能力。 2. 经历探究超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法解决现实生活问题。 3. 通过亲身体验和观察电梯里的台秤示数等发现超重和失重现象产生的条件有利于增强他们的成就感和社会责任感。
教 学 策 略
合作讨论学习策略：建立小组讨论、交流、合作 2. 设计实验探究策略：探究合理科学的实验方法
教 学 方 法
教法：任务驱动法、实验演示法、讲授法 学法：自主学习法、实验探究法、交流讨论法
开 放 性 学 习 环 境
1 . 黑板、多媒体设备、PPT课件等。 2. 实验设备器材：动画演示素材，“体重秤”实验装置。 3. 桌椅摆放：以适合学生分组实验和小组讨论的方式摆放整齐。
教 学 流 程
课时教学过程
学习活动 教 学 过 程 评价建议
活动1： 【新课导入】以课前游戏和生活中情境引出新课教学 它不是物，但它不能脱离物体而独立存在；它不孤独，因为它总是成对出现；它不让你看见，但又时刻提醒你它的存在。 【教师提问】同学们你知道它是什么吗？ 【学生抢答】重力 【设计意图】通过多媒体视频片段来引出课题，及分组抢答的提问方式，能够较快集中学生的注意力，激发学习兴趣，使新课的引入较为顺利。 【诊断性评价】从生活情境中提出问题引发思考，激发学习兴趣。
活动2： 情景互动，重力的测量，认识视重 【新课过程】测量重力的大小 【教师提问】什么是重力？ 【学生回答】重力是由于地球的吸引而受到的力。 【教师提问】如何测量重力的大小呢？ 【学生回答】先测量当地的自由落体加速度g，再测量物体的质量m，利用牛顿第二定律可得：G=mg 【学生设疑】g值的物理意义？ 【教师解惑】自由落体加速度g值随纬度和高度的变化而变化，只有在地球上同一地点，重力才与质量成正比。 【教师反问】如果不知道物体的质量，如何测量重力的大小？ 【学生讨论】用弹簧测力计来测量。 【学生实验】由牛顿第三定律可知，当物体静止时，弹簧测力计的拉力 大小等于其重力的大小。（二力平衡） 【设计意图】通过回忆力的基本知识，理清测量力的基本思路。在教师的带领下，引导学生思考、动手操作、归纳总结。 【形成性评价】以设置问题串的形式抛给学生，尊重学生的主体性，实现教师角色的转变以及学生的学习方式的转变。
活动3： 通过实验，认识超重和失重的概念。 【新课导入】课前游戏：小实验，大道理 【教师设问】是不是体重计的示数一直不变？ 【学生活动】演示实验 【课件展示】通过多媒体投影展示下蹲起立的过程中，体重计的示数变化。 【教师提问】人在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化？ 【引出概念】视重: 物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力。 实重: 物体的真实重力G=mg。 【设计意图】掌握学生的认知情况，及时帮助学生解决错误认知，明确视重与实重的概念，为超重与失重定义的得出做好铺垫。 【思维性和表现性评价】能从实验现象中总结出物理概念。
活动4. 通过实验探究超重和失重与加速度的关系。 实验探究：视重大小与什么因素有关？ 猜想：与物体的加速度有关 【师生共同总结】 【设计意图】通过实验探究，学生观察思考，讨论交流，填写实验记录表歌，进一步理解超重和失重现象，初步建构超重和失重模型。纠正学生在运动观方面可能存在的超重和失重与速度方向有关的表象认知。 【任务性和思维性评价】能从实验现象中总结出物理概念。并能处理实验数据，分析得出结论。
活动5. 理论分析超重和失重与加速度的关系。 理论分析人在下蹲过程中体重计的变化 【教师提问】人下蹲过程中经历了哪些运动阶段？ 【学生讨论】先向下加速、再向下减速、最后静止 ①向下加速：，，失重。 ②向下减速：，，超重。 【师生共同总结】超重与失重现象与加速度方向有关，与运动方向无关。 ①超重—加速度方向向上 ②失重—加速度方向向下 【教师反问】人站立过程中示数又当如何变化？ 【设计意图】在教师的引导下，帮助学生完成理论推导，并教会学生分析方法。运用失重超重现象的规律解决实际问题，做到学以致用。 【表现性评价】从生活情境中提出建立模型，通过理论推导分析得出物理规律。
活动6. 利用牛顿第二定律解决电梯中的超重、失重问题。 【演示实验】电梯中的超重和失重现象 【教师提问】如果电梯失控，台秤的示数又是多少？ 【学生回答】完全失重现象，向下自由落体,台秤示数为0 【理论分析】根据牛顿第二定律： G - F = ma=mg ，得 F＝０ 视频播放航天器中的失重现象： 分析： 当时座舱对航天员的支持力，处于完全失重状态 【设计意图】让学生回归生活，建立起物理与生活和社会的联系，注重学生物理学科核心素养的提升。通过太空中航天员的精彩生活，激发学生的学习兴趣以及提升对我国航天事业的自豪感，体会知识的力量。 【思维性和总结性评价】能将生活情境建立成物理模型，并能用所学的知识独立完成问题的准确分析，进一步理解超重和失重的概念。
板 书 设 计
超重和失重 1.视重：体重计的示数，即：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力的大小。 2.加速上升阶段：FN-mg=ma→FN=m（g+a）>mg（超重） 3.加速下降阶段：mg-FN=ma→FN=m（g-a）作 业 设 计
必做题： 课本第104页 第2、3、4题 选做题： ①科技小论文————《假如没有重力》 ②实践活动：观察电梯中的超重与失重现象。
反 思 性 教 学 改 进
1.本节课通过新课引入、实验探究、理论推导、学以致用等环节，可以让学生对超重和失重现象有正确而深刻的认识。基于课程标准的内容以及核心素养的要求,教学过程中特别注重学生的科学探究能力。 2.小组合作进行实验时，有的学生可能不知道从哪里“下手，此时应该提示学生自主探究的三个环节，分别从“观察拉力大小变化—分析运动情况—分析受力情况”去探究，如果疏于引导将会导致教学被动。3.在教师引导下学生自主探究的教学中，对教师的要求更高，需要教师有更强的课堂驾御能力。如学生在实验、小组学习中，发现与交流的问题是各种各样的，教师要做适当的评价与激励，捕捉学生的瞬间思维，并将有效的教学资源加以利用，完成引导学生对超重与失重的“感受——感知——感悟”的过程。

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