资源简介

4.6 超重和失重 教学设计
一、课标要求
条目 说明
运动与相互作用主题 依据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修一“运动与相互作用”主题，通过实验与实例理解超重、失重及完全失重现象的本质，掌握用牛顿运动定律分析变加速过程中视重变化的方法。
核心素养 培养科学思维（受力分析、模型建构）、科学探究（实验观察与数据采集）、科学态度与责任（尊重事实，理解现象本质）。
二、教学内容与重难点
条目 说明
教学内容 1. 重力测量方法；2. 超重、失重、完全失重概念与本质；3. 牛顿运动定律在变加速过程中的应用；4. 生活中的超重失重现象及解释。
教学重点 超重与失重的受力分析；视重与实重的区别；加速度方向与现象对应关系。
教学难点 理解“视重”是支持力或拉力，而非重力变化；掌握完全失重条件 a=g 且方向向下。
三、学生学情
条目 说明
知识基础 已学习牛顿运动定律，知道受力分析与超重、失重名词，但对“视重”“实重”区别模糊。
能力水平 具备初步的受力分析能力，能理解加速度方向，但对“完全失重”条件需实验引导。
兴趣与动机 对“电梯里体重计示数变化”“太空漂浮”有浓厚兴趣，愿意通过实验与视频探究。
四、学习目标（四维核心素养）
目标维度 内容
1. 物理观念 形成“视重是支持力或拉力，实重是地球引力”“超重与失重由加速度方向决定”的科学观念，理解完全失重是视重为零的特殊状态。
2. 科学思维 能用牛顿第二定律推导支持力表达式，能根据加速度方向判断超重或失重，能用表格归纳四种运动状态。
3. 科学探究 通过“下蹲-站起”体重计实验，采集视重-时间图线，分析超重与失重阶段；通过“有孔瓶自由下落”实验，观察完全失重现象。
4. 科学态度与责任 认识超重失重是表象，重力始终存在，树立“尊重实验数据，拒绝伪科学”的科学态度。
五、评价任务
任务类型 说明
课堂提问 超重与失重的本质是什么？完全失重条件？下蹲过程中何时超重、何时失重？
实验观察 观察体重计示数变化，记录下蹲-站起各阶段视重与加速度方向。
图像分析 分析力传感器图线，标出超重、失重、完全失重区间。
生活解释 用超重失重解释“电梯启动时膝盖发软”“太空舱漂浮”。
六、教学准备
准备 说明
教师 PPT课件、体重计（或力传感器+电脑）、有孔矿泉水瓶+水、电梯视频、例题打印单、四种运动状态表格。
学生 预习“超重失重”概念，分组（4人/组），明确分工：操作员、读数员、记录员、汇报员。
七、学习活动设计（40分钟）
环节 教师活动（详案） 学生活动（详案） 时间 设计意图
1. 引入：下蹲体重计变化 ①提问：下蹲时体重计示数如何变？质量变了吗？ ②现场演示：教师下蹲，学生观察示数变化。 ①猜测示数变化趋势，记录“先小后大再小”。 ②观察演示，记录“示数≠质量”。 3分钟 用生活现象激发兴趣，引出“视重”概念。
2. 重力测量方法 ①讲解方法一：G=mg（需测g与m）。 ②讲解方法二：测力计静止读数=重力（常用）。 ①抄写两种方法，标注“静止时读数=重力”。 ②口述：测力计示数称为“视重”。 5分钟 明确“视重”定义，为后续分析奠基。
3. 超重与失重推导 ①板书：下蹲加速向下阶段，mg－FN=ma→FN=m(g－a)mg→超重。 ①跟随推导，记录支持力表达式。 ②用红笔圈“加速度方向决定视重大小”。 5分钟 通过推导，建立“加速度→视重”逻辑链。
4. 四种运动状态归纳 ①展示表格：v方向、a方向、现象，带领学生填空。 ②强调：超重≠重力变大，失重≠重力变小。 ①填写表格：加速上升-超重；减速上升-失重；加速下降-失重；减速下降-超重。 ②齐读：超重失重是视重改变，实重不变。 5分钟 用表格梳理，促进知识结构化。
5. 完全失重实验 ①演示：有孔水瓶静止→水喷出；自由下落→水不喷出。 ②提问：为何水不喷出？引出完全失重条件a=g。 ①观察实验，记录“自由下落时水不喷”。 ②回答：水对瓶底压力为零→完全失重。 5分钟 用实验突破“完全失重”难点，直观震撼。
6. 力传感器图线分析 ①展示下蹲-站起力-时间图，让学生标超重、失重区间。 ②提问：站起过程哪段超重？哪段失重？ ①在打印图上用彩笔标出超重、失重、完全失重区间。 ②口述：站起先超重后失重。 5分钟 通过图线分析，巩固加速度与视重关系。
7. 例题巩固 ①投影例题1-4，让学生先独立选择再讨论。 ②强调：爆胎前等容→T↑p↑；完全失重时弹簧测力计仍能用。 ①独立完成选择，举牌显示答案。 ②记录错误选项解释：如“完全失重≠无重力”。 5分钟 及时诊断误区，强化“实重不变”观念。
8. 小结与作业布置 ①用思维导图回顾：超重a↑、失重a↓、完全失重a=g。 ②布置作业：完成PPT例题4并写两段话。 ①补充导图空缺，拍照保存。 ②记录作业要求，齐读“视重改变，实重不变”。 2分钟 形成知识网络，延伸课后思考。
八、作业设计
类型 内容
课堂完成 课后习题
课后拓展 完成PPT例题4（多选）并写两段话：①爆胎前气体状态变化；②完全失重时水不喷出的微观解释。
九、板书设计与教学反思
板书设计 教学反思
4.6 超重和失重 1. 视重：支持力/拉力；实重：mg 2. 超重：a向上，FN>mg 3. 失重：a向下，FN

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