超重与失重教案1.doc

1、超重与失重一、教学内容分析超 重 与 失 重 是 物理 1（必修）司南版（山东科技出版社）第 6 章的第 4节。本 节 课 是 在 学 完 牛 顿 运 动 定 律 的 基 础 上 ,来 探 索 和 研 究 超 重 和 失 重 的 问 题 。 通过 本 节 课 的 教 学 ， 不 仅 有 利 于 学 生 对 牛 顿 运 动 定 律 等 前 面 知 识 的 综 合 和 深 化 理 解 ，而 且 有 助 于 培 养 学 生 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 。 超重和失重现象可以从运动学和动力学两个角度理解：从运动学角度来看，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态；当物体加速下降

2、或减速上升时，物体处于失重状态。从动力学角度来看，当物体受到的合外力向上（具有向上的加速度）时，物体处于超重状态；当物体受到的合外力向下（具有向下的加速度）时，物体处于失重状态。前者为表象，后者为本质，两者为递进关系。 超重和失重是学 生 生活中比 较 熟 悉 的 现象，因此教学时尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，教学过程中多安排学生的动手实验机会，让学生有切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学生对超失重的理解。二、学生学习情况分析1学生已经学完牛顿运动定律的理论知识，但缺乏实际的应用，对概念的理解还很抽象，通过本节课的学习，帮助学生建立一个生动活泼的场景

3、，利于学生的理解消化，同时也立足于学以致用。在教学中用大量的实际例子供学生分析解决，以提高学生的能力。2本节课的理论知识来源于生活中的大量事例，但学生对新事物新情况了解较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，应通过本节的学习，让学生掌握分析具体现象的一般方法，为今后的学习奠定基础。三、设计思想本节课的设计力求突出学生的主体特征，注重探究式学习过程。注重创设问题情境，激发疑问，有效导学。针对学生学习上的疑难点，精心设计实验，让学生自己动手动脑，由学生自己来完成小实验，通过自己的努力解决疑难问题，让学生构建关于超重和失重的新知识并注意知识目标的落实，紧扣课程标准要求，达成预定的三维教学目标。

4、本节课的教学流程设计如下：说明：1 激疑 1什么是超重和失重现象？激疑 2什么情况下会出现超重和失重现象？激疑 3为什么会产生超重和失重现象？2 “实践应用”要求学生运用所学超重、失重的知识解决一些相关实际问题，并通过自主活动和交流体验猜测和验证的科学方法。四、教学目标1知道超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件；3能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，理解生活中的超重与失重现象，并能利用所学知识分析解决相关问题。5掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法；6体验通过实验和理论分析，探究超重和失重现象的过程；7激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解一些我国航天技术

5、的成就。在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。五、教学重点和难点重点：什么是超重和失重以及产生超重和失重现象的条件。抽象归纳超 重 和 失 重 现象 的 运 动 学 特 征超重和失重现象超 重 和 失 重 现象 的 动 力 学 原 因理论探究推理 计算实验探究学生实验 3实践应 用实验、猜测验证、交流情境学生实验 1学生实验 2问题激疑 2问题激疑 3问题激疑 1难点：1产生超重和失重现象的条件；2运用牛顿运动定律对超重和失重现象的分析。六、教学准备1重锤和纸带（按学生数配置） 、体重计、底部侧面开有小孔的塑料瓶（ 大 号 可 乐 瓶 ） 、

6、红 墨 水 、 水 桶 、 水 、 白 报 纸 。2计算机、数字展台、投影仪。3视频录像剪接（由四个片断剪接而成，时长 3min 左右。片断 1：神舟五号发射升空，杨利伟采用平趟的姿势；片断 2：神舟六号在轨运行，宇航员费俊龙即兴翻两个跟头；片断 3：记者采访杨利伟时的对话；片断 4：国际空间站上宇航员生活和实验工作时场景片断） 。4PPT 教学演示课件七、教学过程设计（一）创设情境，引入新课【引导学生做实验 1】用纸带挂上重锤，然后迅速上提（每位学生一组：重锤、纸带） 。实验现象：纸带断了。【引导学生思考】纸带既然能够承受重锤的重力，怎么会断呢？【引导学生做实验 2】某位学生称体重，在秤上蹲

7、下和站起。用数字展台摄像头对准体重秤的读数面板投影到大屏幕。现象：体重秤的读数发生变化。【引导学生思考】秤的示数为什么会变化？难道该学生的体重发生了改变？由以上两个学生实验引出课题“超重和失重”【板书】超重和失重（二）新课教学从实验出发，围绕着超重和失重，引导学生讨论并提出问题。1什么是超重（失重）现象？2什么情况下会出现超重（失重）现象？3为什么会出现超重（失重）现象？1解决问题 1什么是超重（失重）现象？引导学生一起分析实验 1 和实验 2 的现象：（1）纸带断了说明重锤对纸带的拉力增大了，大于重锤的重力。（2）体重计的示数表示的是人对秤的压力，秤的示数增大表示人对秤的压力大于人的体重。教

8、师归纳：纸带的拉力大于重锤的重力以及人对秤的压力大于人的体重，这些都是超重现象。【板书】超重 F 拉 （或 F 压 ） G要求学生分析实验 2 中的失重现象：秤的示数减小表示人对秤的压力小于人的体重。【板书】失重 F 拉 （或 F 压 ）mg出现超重现象。（2）当物体加速度向下时，受力如图所示。mg- F =maF=mg-maFmg出现失重现象。可见，在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。改变的是外界对物体的压力（或拉力） ，即物体的“视重”发生变化。4实践应用（1）演示实验：喷 水 失 重 现 象用底部侧面开有小孔的装满水的塑料瓶（ 如 可 乐 瓶 ） 作为演示器材（ 向 水中 滴

9、 几 滴 红 墨 水 ， 便 于 看 得 更 清 楚 ） ，演示前先用手堵住小孔。【演示 1】移开手指，水从小孔喷出。再用手指堵住小孔，水不再喷出（下方放一水桶）。【提出问题】如果不堵住小孔，有什么办法可以让瓶中的水不会喷出来？学生思考，议论，提出方案。【演示 2】教师站在凳子上高举起瓶子，提醒学生仔细观察，让瓶自由落下的同时移开手指，水会不会喷出？学生观察发现：瓶自由落下时，水不会流出。白报纸上没有红 墨 水迹。因瓶子下落时间较短，不易观察，实验时请一名学生配合，拿一张大的白报纸，在靠瓶子开孔一侧展开报纸（但不遮挡全班学生视线） ，如果瓶子下落时水会喷出，报纸上将有红 墨 水迹。【提出问题】

10、如果将瓶子向上抛出，会出现什么情况？ 稍作停顿，让学生猜想，充分讨论，发表看法。【演示 3】让 瓶 子 竖 直 上 抛 （ 尽 可 能 不 让 瓶 子 翻 转 ， 这 样 有 利 于 学 生 观 察 ）， 在 瓶子 上 升 和 下 落 的 整 个 过 程 中 ， 小 孔 中 都 没 有 水 射 出 。上述实验现象如何解释？F amg（ 让 瓶 子 竖 直 上 抛 来 演 示 ， 一 方 面 较 大 地 延 长 了 可 观 察 的 时 间 ， 因 为 瓶 子 做 竖 直上 抛 运 动 时 ， 在 空 中 的 运 动 时 间 是 同 样 高 度 的 自 由 落 体 运 动 时 间 的 二 倍 ；

11、另 一 方面 ， 实 验 现 象 充 分 说 明 超 重 和 失 重 现 象 只 与 物 体 运 动 的 加 速 度 方 向 有 关 ， 而 与 速度 方 向 无 关 ， 这 恰 恰 是 学 生 易 犯 的 错 误 。）引导学生分析：当瓶子自由落体或竖直上抛时，瓶中的水处于完全失重状态，就不会流出。超 重 和 失 重 现 象 只 与 物 体 运 动 的 加 速 度 方 向 有 关 ， 而 与 速 度 方向 无 关 。（2）动手做，拉出夹在书中的纸条。现在请大家动手做：裁出 5-10 根 2cm 左右宽的纸条，分夹在一本放在桌面上的书中间，并在书上再压一些书或其它重物，把夹在书中的纸条拉出来。学

12、生自己动手裁纸条，做实验：发现要把这些纸条拉出来非常困难。大家发现这样拉不出来，下面请在不翻开书的情况下，用至少两种方法，来完成拉出纸条的实验操作，并说明实验原理。学生设计方案，想办法拉出纸条。互相交流、讨论、实验，说明原理。（在竖直上抛、自由落体等抛体运动中都能轻松完成实验。）（3）游戏：比一比看谁能让自己在测力计上的示数最小？（以小组为单位，选派代表参加比赛）比赛的规则：双脚不能离开测力计，手不能撑扶其它物体，没记录完数据不要离开秤。学生游戏。请获胜同学谈感受，并分析比赛取胜的关键因素是什么？（测力计示数的大小不仅取决于参赛者的质量，更取决于他的加速度。 ）【板书】完全失重 a = g（向

13、下） F 压 = 0（4）播放宇航员超重失重的视频录象。视频包含下列片断（总时长 3min 左右）：片断 1：神舟五号发射升空，杨利伟采用平趟的姿势；（升空时，航天员身体要承受相当他们自身重力 4 倍的重量）片断 2：神舟六号在轨运行，宇航员费俊龙即兴翻两个跟头；片断 3：记者采访杨利伟时的对话：宇航员训练时承受的压力要求达 8G。（杨利伟训练时承受的压力达 8G，他的质量为 63kg，这时他对座椅的压力为多大？）片断 4：国际空间站上宇航员生活和实验工作时场景片断。在播放过程中，教师进行必要讲解。（三）小结并布置作业学生小结：在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。超重状态：物体加速

14、度向上（加速上升或减速下降） ，F=mg+ma失重状态：物体加速度向下（加速下降或减速上升） ，F=mg-ma完全失重状态： a = g（向下） F 压 = 0作业：1课本 P130 作业；2以组为单位，根据课后阅读材料或利用网络资源查阅相关资料，了解超重和失重（完全失重）现象的实际应用，并与其它小组交流学习成果。八、教学反思1物理教学中问题情境的创设必须简洁有效地激发疑问，力戒哗众取宠或者拖泥带水。本课在引入阶段，通过简单的器材设计了两个实验，在很短的时间里，有效地激发出贯穿本节课的三个问题，这三个问题的分析和解决便构成了整节课的逻辑主线，从而得以有效导学。2实验必须直观、有效，因此要精心设

15、计，并注重全体学生动手、动脑。比如，本节课的学生在体重计上蹲下和站起的实验，为了让全班学生看清楚实验过程，用讲台上数字展台的摄像头对准体重计的读数面板投影到大屏幕，全班同学都能够清晰地观察到人在体重计上蹲下和站起时体重计读数发生变化的现象；还有，用可 乐 瓶 做 的 喷 水 失 射 实 验 ， 这 个 实 验 并 不 难 做 ， 但 是 瓶子下落时间较短，不容易观察。为了解决这个问题，设 计 时 采 取 教师站在凳子上高举起瓶子、向 瓶 子 中 的 水 加 几 滴 红 墨 水 、 请一名学生配合在靠瓶子开孔一侧展开白报纸等方法，有效地解决了问题，而且更加直观形象；再比如，关于超重和失重的判断，是以加速度方向还是以速度方向为依据，是学生学习中的一个疑难点，为了突破这个教学难点，设计了两个实验，一个是利用可乐瓶的喷水实验，本实验精妙之处在于做了自由落体时喷水失射演示后，教师做了一个停顿，提出问题：如果将瓶子向上抛出，会出现什么情况？让学生猜想、讨论，有不少学生认为将瓶子向上抛出，孔中一定会喷水。演示的结果和分析使学生对此有了清晰的认识。另一个是让全体学生动手实验，抽分夹在书中的纸条，要求学生至少用两种方法，来完成拉出纸条的实验操作，并说明实验原理。这样设计的学生小实验，针对学习上的疑难点，让学生自己动手动脑完成小实验，通过自己的努力解决疑难问题，比教师演示效果更好。