课题研究教案及板书设计

牛顿运动定律的应用（二）

——超重与失重

陕西省西安市 黄河中学

路少怀

一、教材分析

本节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。

二、学情分析

通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解，但对定律的运用还不是很熟练，可能将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。

学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的“超重”混为一谈，把物理学上的“失重”误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。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，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识

三、教学目标

根据课标要求和具体的教学内容，特设定以下教学目标。

(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。

教学重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。

教学难点：

(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。

四、教学方法：

情境教学法、讲授法、合作讨论法、分析归纳法、实验探究法

五、教学过程：

《教学设计》

教学过程

导入教学

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景，激发学生学习的兴趣，让学生带着问题来学习今天的内容。

【进行实验】：用纸带悬挂重物，静学生观察、回答

止时，纸带不断；突然上提，纸带断纸带中的力变大了。

裂。

提问：

为什么纸带发生了断裂？

学生尝试回答后继续追问：

纸带中的力为什么会变大？

问：上升和下降的过程中有哪些运动状态？

让学生用手提秤代替纸带，用勾码代替重物。合作探究并将手提秤示数的变化记录在设计好的表格中

【量化验证】：传感器实验探究

针对大家的探究，我们发现实验的困难之一就是时间太短，不便于记录数据。 现在我们就用更精确更灵敏的力学传感器来做一遍这个实验，看看结果如何？

【实验演示】：DIS演示实验——验证超重失重与加速度方向的关系用力传感器挂着物体：

1．处于静止状态

2．由静止向上运动。

3．由静止向下运动

【理论推理】：我们学习了牛顿第二定律，知道如果已知物体的运动情况，就可以来求解物体的受力情况。

【探究】：

纸带中力变大的原因

学生合作探究、讨论归纳得出：

培养学生改1、

加速上升时，示数变大

进实验的能2、

减速上升时，示数变小

力，发散思3、

加速下降时，示数变小

维，多途径多4、

减速下降时，示数变大

方法的实验，拓展思路，初

步掌握利用

传感器进行

图利用传感器实时测量的数据进定量实验，一步量化验证学生的结论,让线展示拉力的变化，验学生体验深入探究的魅力。

证，引导学生

拆分运动过

程，灵活应用

所学。

【学生讨论、教师引导、并且

验证结论】

1.向上加速：由牛顿第二定律有

【思考二】：

给播放在电梯中的实验视频，让学生

分析电梯模仔细观察电梯处于不同的运动状态型

时，台秤的示数变化，并利用刚才的理论分析变化的原因。

【演示实验】：有一矿泉水瓶，底部打一个小洞。

①看到什么现象？ ②放手，自由下落，看到什么现象？为什么？

【现象】：洞口没有水落下

杨利伟曾说：“火箭上升时，在学生利用本节课的知识分析探

学以致用

飞船中承受大约6G的一个负荷”，讨原因。

就是说他的身体正承受着相当于他

六个人的压力。

请分析压力的原因？

六、板书设计

牛顿运动定律的应用（二）

—超重与失重

一、超重现象

二、失重现象

三、原理分析

T-G=ma即T=G+ma，由牛顿第三定律有

T’=T=G+ma，所以

T’>T0’；

2.向上减速：由牛顿第二定律有

G-T=ma即T=G-ma，由牛顿第三定律有

T’=T=G-ma，所以T’

3.向下减速：由牛顿第二定律有

T-G=ma即T=G+ma，由牛顿第三定律有T’=T=G+ma，所以T’>T0’；

4.向下加速：由牛顿第二定律有

G-T=ma即T=G-ma，由牛顿第三定律有T’=T=G-ma，所以T’

学生分组讨论、探究交流、并引导学生应且请学生在黑板上板书演示他用牛顿运动们得到的结果。

定律分析问

题，找到超重

失重的本质。

让学生思考、

亲自推导过

程、交流、回

答，教师点拨

启发，突出学

生主体地位。

引导学生得出完全失重的概念：物体具有向下的加速度，且a=g，F合=mg，其对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零。这种状态称为完全失重状态。

培养学生将所学物理知识与生活相联系，并加以运用的能力。