资源简介

《超重和失重》教学设计
一、设计思想
本节课采取“情景——问题——探究——结论”的教学方法，以实验探索，问题驱动为教学主线；从兴趣入手，精心设计学生活动——通过分组实验，感受超、失重现象；进而小组讨论、验证、交流超、失重条件；感悟超、失重实质；成功解释生活中超、失重现象；强调学生思维和体验过程，让学生亲身经历科学探究，变过去教师要学生学，而为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习；通过交流、合作的互动过程，更进一步培养了学生团结、协作的精神。同时要发挥教师的课堂机智，适时地去引导，去启发，去控制，去答疑，去评价，这是符合新课标以学生发展为本的要求，成功实现了新课程理念下师生关系的转换，进而落实学生核心素养。
二、教材分析
本节课在课标中的要求是：“通过实验认识超重和失重现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。理解超重和失重产生的条件与实质。本节教材是学生学完牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一：超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力.其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，意在激发学生情感价值。
三、学情分析
超重、失重学生有一定感性和模糊的体会，但理解超、失重概念，对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为超重（或失重）就是物体重量的增加（或减少）；其次学生往往认为向上运动时就超重，向下运动时就失重，没有真正理解超重与失重的原因。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。
四、 教学目标
l、物理观念
(1)认识超重和失重现象；
(2)知道产生超重、失重现象的条件；
(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。
2、科学思维
经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。
3、科学探究
经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
4、科学态度与责任：
（1）体会生活中的超重和失重现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。
（2）了解一些我国航天技术的成就激发学生对科学的兴趣和热情。
（3）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。
五、重难点
重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。
难点：(1)产生超重和失重现象的实质；
(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。
六、教学策略与手段
“情景——问题——探究——结论”的探究教学模式。
七、教学过程
（一）趣味实验，激发悬念
演示1：将两本物理书向洗牌一样分页交叉在一起，然后水平用力向两边拉，看看结果如何？有什么感觉？
学生：拉开需要较大的力。
教师：能不能用简单办法轻松拉开呢？引发学生思考。将两本书抛起后在下落过程中轻松拉开。（借助两次拉力大小的悬殊对比激发学生的好奇心）
演示2：取一装有水的可乐瓶，在底面打一小孔，水从孔中喷出。现让可乐瓶竖直向上抛，问：此时，水还会不会再从小孔中喷出？
教师：这节课我们来揭示此现象的秘密——引出课题：超重与失重。
（二）分组实验，感知现象
分组实验：一个同学站在健康秤完成一个下蹲和起立的过程，另外一个同学观察健康秤示数的变化情况。先让学生议议可能看到的现象。后请仔细观察这样几个读数：(1）人站在秤上静止时健康秤的示数为多少；（2）在下蹲的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化；(3）最后当他蹲下后静止时示数又为多少。(4）在站立的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化；为了使所有的同学都能看清实验的过程，我请一位同学当场摄像，等一下播放给大家看。
步骤①：静止时，观察示数，该示数为重物对健康秤的压力，等于重物的重力。
步骤②：下蹲过程，观察到示数先小于重物的重力，然后大于重物的重力。
步骤③：蹲下后静止时，该示数为重物对健康秤的压力，等于重物的重力。
步骤④：站立过程，观察到示数先大于重物的重力，然后小于重物的重力。
教师总结：
这种物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），大于物体的重力的现象，称为超重现象。
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力），小于物体的重力的现象，称为失重现象。
（三）、实验验证，明确条件
现在我们知道超重和失重现象了，那么，你们在什么样运动情况下观察到超重与失重现象？
（1）回味现象，进行猜想
让学生回忆上面实验现象，大胆猜想，发生超重与失重现象可能哪些运动量有关？（学生可能会提出：速度的方向，速度的大小，加速度的方向，加速度的大小，位移大小方向等）
（2）利用DIS实验模拟电梯装置进行实验验证
布娃娃代替人，用力放下后停住与拉起后停止的运动，来模拟“下蹲和起立的过程”和“乘电梯过程”（布娃娃的底部放置有压力传感器），试解释描绘出的压力和时间的变化关系曲线。
思考讨论：
1、超失重现象中物体的重力是否发生变化？
2、超失重现象与速度增加还是减小有关吗？与速度方向有关吗？
3、超失重现象与加速度方向有关系吗？有什么关系？
（3）教师引导整合，在什么样运动情况下出现超重与失重现象？
（4）师生达成共识：物体处于超重还是失重状态，仅由竖直方向加速度决定，与物体速度方向无关。
（四）、理论推理，总结规律
教师引导学生用牛顿运动定律的分析方法来分析问题，解决问题的思路：假定运动（向上或向下、加速或减速）→选取研究对象进行受力分析→根据F=ma列出方程得出支持力的表达式→根据牛顿第三定律对压力的变化判断。
探究结果：产生超重与失重现象的原因是在竖直方向上存在加速度，本质是物体对支持物的压力大小变化，物体的重力始终没有变化。
合作探究：物体在失重的情况下，加速度等于重力加速度时，将会发生什么现象？
引出概念：如果一个物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零，称为完全失重现象。
前后照应：解释引入课题中的演示1和演示2。
（五）、走进生活，感悟物理
观看录像“神州十一号的发射、运行、回收过程剪辑录象”，展示我国航天技术，激发学生爱国热情。
讨论：完全失重的世界
宇航员站着和躺着睡觉一样舒服，无法正常喝水、走动；
所有和重力有关的仪器都无法使用；
液滴呈绝对球形，物体将漂浮在空中；气泡在液体中将不断上浮等等。
（六）、课堂检测，学以致用
某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里，此人最多能举起质量为80kg的物体，则此时电梯的加速度应为多少？若电梯以5m/s2的加速度上升，则此人在电梯中最多能举起质量为多少的物体？（g=10m/s2)
板书设计
超重：F大于重力
现象：
失重：F小于重力
超重：加速度向上
超重和失重 条件： 失重：加速度向下
完全失重：加速度向下且等于g
重力没有发生变化
实质：
只是压力或支持力发生变化
九、教后反思
本课是基于核心素养下的一堂概念课,目标是让学生“通过实验认识超重和失重现象”，所以本课以实验为线索串起所有的知识点,实验不仅激发出学生强烈的探究欲望,也为学生提供了丰富的感性认识,进而为学生认识超重和失重的本质和用牛顿运动定律定量分析超、失重现象奠定基础.同时充分以学生为中心,以问题链推动学生思维发展,既让学生思考问题,又要让学生自己提出问题解决问题，激活学生思维。本课中DIS实验的引入为学生观察超、失重中视重变化的细节提供了方便,有利于衍生出更加有思维驱动力的问题。理论回归，联系生活实际，观看神舟飞船发射，引导学生关注生活，关注社会，树立正确的价值观，培养创新精神和实践能力。通过与目标一致性的评价设计真切关心学生的课堂学习表现,让学生在习得知识的同时,感受物理文化的魅力,逐步形成科学的态度和价值取向。

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