学生实验教学设计第二课时

呼和浩特第一中学

《超重与失重》教学设计

授课教师：马汀

课堂类型：新授课

一、教材分析

本节课选自人教版高中物理必修一第四章第七节《用牛顿运动定律解决问题（二）》。本节内容既是牛顿运动定律的应用，又是日常生活中常见的物理现象。当物体在竖直方向上做变速直线运动时，必然会涉及物体的重力与对支持物或悬挂物的作用力的关系问题。通过本节的学习，既能进一步巩固学生学习过的受力分析、牛顿运动定律等知识，又能增强物理知识与日常生活、宇宙开发的联系。课本从实际例题的分析解决入手，引出超重和失重的概念，已与学生理解和接受，也更能激发他们探索的兴趣。

二、学情分析

1.高一学生大多数在15--16岁这个阶段，根据皮亚杰的“认知发展理论”，学生们已经处于了形式运算阶段。因此已经具备了一定的逻辑推理和逻辑思维的能力，对实验现象也具备一定的描述及归纳总结能力。

2.本班学生思维活跃，对物理规律和生活实际的联系比较感兴趣，对超重和失重也具备了基于生活经验的感性认知。

3.前阶段已学习动力学及牛顿运动定律相关知识，能作用对简单物理模型进行受力分析，并应用牛顿第二定律求解加速度。

4.学习过程中学生可能对超重失重现象中重力是否改变存在疑问；在对运动状态进行分析时，可能存在对速度、加速度方向辨识不清的困难。

所以本节课设计时要注意引导学生进行实验探究，逐步学习科学研究的方法，正确分析受力情况与运动状态的关系，能够顺理成章地总结得出超重与失重的概念，理解其实质。

1

三、《牛顿第一定律》教案

课程名称

授课教师

课程题目

计划课时

1 物理

马汀

课程性质

授课对象

§4.7《超重与失重》

授课时长

40分钟

必修课

高一年级学生

知识与1.掌握超重和失重的概念及产生原因，理解其实质；

技能

2.能用超重和失重的知识解释相关生活现象。

1.观察并感受失重和超重现象；

过程与2.经历探究产生超重和失重现象的条件的过程，培养归教学

目标

方法

纳总结实验现象得出结论的能力；

3.理解物理规律在生活实际中的应用。

1.通过探究性学习活动，培养学生的学习兴趣，增强自情感态信心。

度与价2.渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产值观

和生活实践的意识，勇于探究与日常生活相关的物理问题。

教学重难点

教学方法

演示法、归纳法、讲解法

教学媒体

教学

阶段

教学

教师活动

内容

学生活动

设计意图

多媒体、自制教具、弹簧测力计、砝码

超重和失重现象的产生条件及本质。

情境教学法、实验探究法、

2

【演示实验】

中间部位撕有小口一、

“纸带的纸带下方挂着砝码，断不断”当砝码和纸带保持静止新课

演示

或匀速直线运动时，纸实验

带完好；当突然拉动纸引入

带向上加速时，纸带断裂。

【教师提问】

Q1：如何利用你桌上的弹簧测力计测量两个砝码的重力？请学生回答。

Q2：无论怎么晃动弹簧测力计都能测定重力吗？(将弹簧测力计与砝码匀速移动是否可以测定重力？) Q3：请从受力分析的角度说明为什么弹簧测力计上的示数与重力相等。

（Q3-1：弹簧测力计的示数显示的是什么力？）

引导学生理解弹簧所受拉力与钩码受到的拉力是作用力与反作用力的关系，故两力等大反向。而钩码重力与它所受到的拉力是一对平衡力，同样满足等大反向的关系。因此弹簧测力计的示数等于砝码的重力。

【教师精解】

在这里，我们要引入一个新的名词——“视重”。顾名思义，即为看到的重力。因此，当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数3

用有趣的小实验创设问题情境，出现这个现象的原让学生带着问题因是什么呢？让我去学习，激发其们带着这个问题进好奇心和求知入今天的学习。

欲，提高学习兴趣。

A1：通过实际操作或语言描述说明测量重力的步骤。

A2：弹簧测力计与

钩码保持静止。（匀速运动也可以，应处于平衡状态。）

A3：对钩码进行受力分析，重力与拉力大小相等。

(A3-1：弹簧测力计的示数为弹簧所受拉力。) 逐步理解弹簧测力计的示数在平衡状态下与重力相等的原理，明确测量重力的方法。

理解视重的概念，掌握视重的大小等于弹簧测力计所受拉力或台秤所受压力。

二、

新课

教学

视重

强调弹簧测力计示数与重力的关系，引入视重的概念，体现物理分析的严谨性。

超重与失重

称为“视重”。

【教师提问】

Q1：视重一定等于物体实际重力的大小吗？

Q2：什么情况下等于，什么情况下不等？

【布置分组实验任务】

第一部分：以小组为单位，改变挂有砝码的弹簧测力计运动状态，分别让其向上加减速、向下加减速，根据所观察到的现象填写表格的前三列，即运动学分析和视重的变化。（5min）

请学生展示表格，并分析如何判断加速度的方向。引导学生理解：加速运动中加速度与速度方向一致、减速运动中加速度与速度方向相反。

第二部分：根据加速度方向判断受力情况，画受力分析并列出牛二关系式。（4min）

请学生展示表格，并分析如何判断拉力和重力的大小关系。

【教师精讲】

将弹簧的运动慢放，分析并公布表格的正确结果。总结向上加速和向下减速为超重现象；向上减速和向下加速为失重现象。

请学生总结超重和失重的运动学特征和力学特征。

Q1:超重与失重现4

A1：不一定。

A2: 匀速运动、静止状态下等于，变速运动时不等。

小组合作，主要由一位同学操作，其他同学观察现象，并填写表格中速度、加速度方向的判断及视重的变化。

选派代表展示第一部分实验的结果，说明加速度方向如何判断。

自主完成表格的动力学分析部分，然后与组内成员讨论，推选一名代表作展示和讲解。

观察动图，明确视重的变化情况，核对表格内容。

通过表格归纳超重现象与失重现象的运动学特征和受力特点。

A1：没有，仅与

从视重和物体实际重力的关系出发，引出对非平衡状态的探究。在小组分组实验中培养学生的探究能力、沟通能力、合作能力、总结归纳能力等等。

小组讨论采用计时工具，有效应对该班级学生过于活跃的情况。

采用制作慢动作动图的方式，让实验现象更加明显，帮助学生得出结论。

象与速度方向有无关系？

Q2:超重和失重现象中重力是否变化？

总结：重力的大小是与物体的运动状态无关的。超重和失重说的是视重超过实际重力；视重小于实际重力

请一位学生朗读预学案中超重和失重的定义及产生条件，明确超重的产生条件是具有向上的加速度，其实质是向上的支持力或拉力大于重力；失重的产生条件是具有向下的加速度，其实质是向上的支持力或拉力小于重力。

记忆小窍门：超越自我，积极向上。

【教师精讲】

对于失重现象列牛二定律，等到物体具有向下的加速度，大小为：

完全

当F=0时，

. 失重

在物理学中，我们把物体对支持物的弹力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。完全失重状态是失重的特例。

1.观看跳楼机、蹦极动图，请学生用今天学习的物理知识来解释现超失重象。

的应用

2. 引用杨利伟自传中对火箭升空时自身感受的描述，加强对超重的理解。请学生分析为什5 加速度方向有关。

A2：不变。

理解超重、失重中重力不变。

一名学生读出自己预习填写的答案，其他同学核对自己填写的答案，理解的同时进行记忆。

紧跟老师的思维，通过简单推导得出完全失重状态的实质。

从已知到未知，顺应学生的认知特点，讲解完全失重状态。

将理论的概念迁移到实际问题中，判断跳楼机、蹦极是超重状态还是失重状态。

1.给出超重失重的应用，让学生意识到生活中处处存在着物理知识；

2.加深学生对超失重的理解；

3.首尾呼应，解

三、

课堂

检测

么火箭发射时宇航员都是平躺状态。

【教师提问】课堂开始纸带断裂的原因是什么？

向上加速时，物体处于超重状态，纸带上的拉力增大，使得纸袋断裂。

【课堂检测】

假设钩码总质量为0.1kg,纸带能承受的最大拉力为2N,则向上的独立完成该题加速度为多少时纸带恰目。并为上台答题的好断裂？

同学找出不足之处，共同审题，分析“恰完善答题步骤。

好”的含义。

请一名学生在黑板上完成书写步骤，并请其他学生找问题，完善做题步骤。

释课堂开始的小实验中蕴含的物理知识。

题目是实际实验抽象出来的模型，有助于让学生体会将理论应用于实际的途径。同时，也起到深化理论知识、检验学生学习效果的作用。

四、

课堂

小结

五、

布置

作业

总结回顾整节课所学知识。

帮助学生对知识形成完整的体系

培养学生对新知1.查阅资料超重和失重在工业生产、航空航天识的运用能力以等方面还有什么实际应用。

及乐于求知的学2.完成学案-检测案及课后练习题。

习习惯。

课堂反馈

教学反思

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