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《超重与失重》教学设计

辽宁省鞍山市第三中学物理组

赵爱莉

一、

教学设计思路：

《超重与失重》是一节应用牛顿三个定律解释身边的物理现象的应用课。我深入研读了教材和新课程理念，最终确立了本课的教学模式：打破传统的“课上教师引导学生发现问题、提出问题”的方式，而是先利用一个午休时间带领全体学生亲自到电梯中去体验超重与失重。在体验过程中，学生自主发现问题，产生疑问，各小组整理和记录数据，课上展示记录结果。

课堂以展示各小组观察记录的数据引入，带领学生回忆电梯现场，并观察和总结当时的困惑。教师及时评价。

在数据及回忆的基础上总结学生的困惑，教师加以精练，提出四个问题：

1、读数有时大有时小，难道我的体重在变化吗？

2、如果我的体重没变化，那么体重秤直接测量的还是我受的重力吗？

3、体重秤直接测量的如果不是我受的重力，那么它直接测量的是什么力呢？

4、究竟是什么原因引起了体重秤读数的变化呢？

本节课就以这四个问题为主线，在对四个问题的解决中展开教学，利用类比、反证、定性分析、定量推理等多种方式，得出超重、失重概念；运用牛顿运动定律，得出新知识；总结新规律。再利用新规律解释新现象，利用体验、理论探究、实验探究、影音资料等手段，拓展学生思维，让学生真正了一次：“从生活到物理，从物理到生活，到科技，到社会”的探究过程。学习新知识的同时，更注重对学生的方法指导和科学素养培养。

二、

学习任务分析

1、全体学生去体验“电梯中测体重”，发现现象，整理数据，提出困惑。

2、分析并思考四个问题。

3、自主得出什么是超重和失重现象

4、定性分析什么原因引起了体重秤读数的变化。

5、用牛顿定律定量推导人对秤压力的表达式，总结何时物体会出现超重状态何时物体会出现失重状态。

6、通过学生亲自实践探究和实验探究，共同协作，再通过几个趣味探究实验，让学生正确利用超重和失重的知识解决生活中的实际问题，进一步加深对超重和失重的理解，同时让学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦，激发学生学习的兴趣。

7、本节课来源于生活中的大量事例，但学生对相关新事物新情况了解较为

1

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探究学习的一般方法，成为终身学习的基础。

三、

学习者分析

学生学完牛顿三定律的理论知识，但尚缺乏实际的应用，对定律的理解上还比较粗浅，通过本节课的学习，帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生的理解消化。

四、教学目标

1．知识与技能：

（1）了解超重和失重的现象。

（2）理解产生超重和失重的条件。

（3）知道超重和失重在生活和科学技术中的应用。

（4）体验“电梯中测体重”

2．过程与方法：

（1）复习巩固应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

（2）学生在电梯中体验超重与失重，亲历实验探究的过程，培养学生观察能力，培养学生善于发现问题并提出问题的能力。

（3）学生通过自主实验和观察一些趣味演示实验，尝试运用物理原理解决一些与生产、生活相关的具体问题。提高学生在处理实际问题时提炼出模型的能力

（4）学生分析实验现象并从中得出规律的能力。尝试用科学探究的方法研究物理问题。

3．情感态度与价值观：

（1）学生通过关注中国航天事业的发展，激发学生振兴中华的使命感和责任感。

（2）学生体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦。

（3）学生通过交流，提高协作的意识。

五、教学准备

1．学生实验器材：体重秤、钩码、细线、底部带小孔的水瓶两个。

2．演示器材：瓶身钻孔的可乐瓶两个、红墨水一瓶、弹簧测力计一个。

3．视频资料：电梯中的超重失重现象火箭发射和失重状态下宇航员的生活。

4．多媒体设备一套：可供放像、课件播放等。

六、教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

2

（一）展示数据、引入课

题

实物投影：

重”的数据，

师指出：

各组数据。

总结出：

兴趣，激发表现欲。

对如何看数据给予指导。

对各组记录情况做简单评价，激励学生进步。

通过介绍，让学生了解科学研究中常用的记录方法

引出课题

让学生了解在生活中发疑，是物理学研究问题的一般方法

惑

给出本节课的问题主线，下边围绕问题主线展开教学。

学生思考，让具有个体差异的同学都在思考中有些自己的答案，如果马上有人回答就使不理解的同学没时间得到自己的学生观察，回忆，并对比从数据中回忆现场。激发各小组体验“电梯中测体

物理以及科学研究时经表格的形式最直观，而且

常是利用表格的形式记清晰。

录下第一手资料（实验数

据）。

提出课题：

象叫超重和失重

（二）结合回忆、提出问

题

读数有时大有时小的现

为了进一步认识超重和学生回忆和思考当时记现问题，提出恰当的质失重现象，我们再回到电录的困惑

梯现场

一些困惑。

惑：

问：做体验时，你肯定有

些

提问学生大概困惑有哪学生提出一些当时的困师总结提炼，得出四个困

1、读数有时大有时小，

难道我的体重在变化

吗？

2、如果我的体重没变化，

那么体重秤直接测量的

还是我受的重力吗？

3、体重秤直接测量的如果不是我受的重力，那么它直接测量的是什么力呢？

学生思考，先不忙回答

3

4、究竟是什么原因引起了体重秤读数的变化呢？

师指出：

决，那么究竟什么是超重与失重现象，以及为什么

会出现超重与失重自然就清楚了。

（三）、

解决问题、得到

结论

解决问题1：

学生思考

结论，不利于学生发散思维的培养。

给出本节课的知识目标

这几个问题如果得到解

学生回答问题

1、读数有时大有时小，学生思考并回答，解释原

难道我的体重在变化因：

吗？

解决问题2：

同在北京，重力加速度g

是个定值，人的质量不

变，所以G=mg不变

利用反证让不理解的学生能够理解

由简单到复杂，学生容易2、如果我的体重没变化，

还是我受的重力吗？

师总结：

那么体重秤直接测量的学生思考并回答：不是。

反证法：若直接测量的是

体重，则读数就不变（事

实是读数变了）

解决问题3：

3、体重秤直接测量的如学生回答：

它直接测量的是什么力呢？

师针对情况，演示：

力

支持力

合力

等等

果不是我受的重力，那么答案可能有多种：比如压

用手拉弹簧测力计，让学

4

生读数

力的大小？

师强调：

测力计直接测量的是它受到的拉力大小

提问：

体重秤直接测量的是什么力？

得到超重与失重概念：

解决问题4 体重秤读数的变化呢？

师指导：

例

①定性分析：

师总结和补充：

学生观察后得出：

力

理解

提问：测力计读数是什么

读数是测力计受打的拉

学生类比，得出结论：人

体秤直接测量的它受到用类比的方法让学生得的压力大小

学生总结：

到结论，更有可信度

1超重：物体对支持物的

压力(或对悬挂物的拉

力)大于物体所受重力完成对问题3的解释，学的情况称为超重

生得到超重失重的概念，

2失重：物体对支持物的

压力(或对悬挂物的拉

力)小于物体所受重力

的情况称为失重

学生思考

释

定性解释压力大了的原的内容，但是这一部分的思考和解释会让学生从本质上更能够体会为什究竟是什么原因引起了

以电梯向上启动阶段为

提问回答：惯性，学生解因，这是教材上没有安排由于电梯向上运动，人还

5

保要持原来的静止状态，

秤和人之间的挤压作用

就更大了，两个接触面形

变量更大，弹力就更大

了。

②定量分析：假定向上启动加速度恒定且已知为a，

教师做方法指导：

讨论受力问题时，先要确定个研究对象受力分析，再根据物体运动状态选择合适的物理规律

提问：电梯向上减速阶段压力大小表达式？

假定向上减速时加速度大小为a

么压力大了或者压力小了。用的是弹力大小与其形变量大小有关的知识，并应用了类比的方法。

问题的方法

为总结超重发生的条件G

力表达式。

学生思考自己并推导：

论：

N

a

要求：学生推导人对秤压

提问学生回答，得到结练习应用牛顿定律解决

做铺垫

把超重时使用的方法迁移过来加以应用，让不会的同学再得到一次锻炼的机会，以便于大多数学生都得到锻炼和提高。

为总结失重发生的条件做铺垫

根据牛顿第二定律得，

N－G ＝ma N = G + ma N > G 根据牛顿第三定律得，

人对秤的压力N`=N——超重

学生定性分析

学生推导

N a

根据牛顿第二定律得，

G－

N＝ma N = G - ma N〈

G G

6

提问：请你总结一下，物体在什么情况下会出现超重和失重状态？

师总结：通过对前面提出的四个问题的解决，我们初步认识了什么是超重与失重并了解了什么情况下物体会出现超重和失重状态。

4、完全失重：

教师指导学生得出完全失重的概念

根据牛顿第三定律得，

落实更充分。

得具体感受，并自己得出完全失重的条件

人对秤的压力N`=N——失重

学生总结：

的加速度——超重

的加速度——失重

下a=g时，压力等于零

得出完全失重的概念：

4、完全失重

只要物体具有竖直向上学生自己总结结论，目标只要物体具有竖直向下

学生分析推倒数据，当向学生分析数据，进一步获当物体向下的加速度a=g时，对支持物的压力变为零，这种现象叫完全失重现象

（四）知识应用：

教师巡视，做个别指导

练习1、

检测学生掌握情况，发现一小孩站在升降机中，升问题，及时解决问题

降机的运动情况如下时，

判断超重、失重情况。

A 电梯加速上升

B 电梯减速上升

C 电梯加速下降

练习2、

一质量为40kg的小孩站

发现问题，及时解决问题

D 电梯减速下降检测学生知识掌握情况，教师提问学生解答练习1 在升降机中的体重计上。和练习2 并与当时记录(取g=10m/s2)

数据来对比验证

（1）当升降机以0.5m/s2加速上升时，体重计的读

7

数为(

)N。

(2)当升降机以0. 5m/s2的加速度加速下降时，体重计的读数为(

)N （五）能力拓展

学生实验1：

一跟线绳竖直悬挂

一钩码，用一只手如何将线绳拉断？

演示实验2：

师演示学生观察思考：

学生解释原因。

。

学生做尝试

应用新知识和用到的物理方法分析解释生活中的现象。

让学生知道，在身边也有很多超重和失重现象。

引导学生利用身边的素材做物理研究

取一只塑料瓶，在下端靠

近底边处钻一个小孔，用

手堵住瓶口，然后往瓶里

加满水。

提起瓶子，把堵小孔的手

移去，可看到小孔处有水

喷射出。

问：如何让水不喷出？

请你解释原因？

师加以补充和总结：

学生回答各种方案：

①

比如盖紧瓶盖

②

让瓶子自由下落

③

把瓶子向上抛、等等

让学生来演示几种方案，

其他学生观察：确实水不

再流出了

充。。

学生解释原因，互相补

让学生回答牛顿定律分

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应用牛顿定律的思想：

析受力问题的方法。

培养学生的观察力，培养学生用物理方法解决实际问题的能力，激发学生水流出一定是因为受合

水为研究对象：

的水为研究对象

力向外。先确定孔附近的引导学生选取瓶孔附近

①

盖紧瓶盖时，水若流

出，内部空气体积大

了压强减小，对孔处

的水压力减小，使上

部分水的压力与大气再演示一遍瓶自由下落爱物理爱科学的的热情

压力的合力与外界大水不流出过程，学生再次

气压力相等时，水不观看，确信水不流出

再流出。

瓶子向上抛时：

②

让瓶子自由下落③把

瓶孔处的水受到的大气

压力一样大，而上部分的

水由于处于失重状态，对

孔处水压力为零，所以水

不流出（不失重时，内部

压力大于外部对水压力，

所以水流出）

播放视频资料：

电梯中的超重失重现象

火箭发射和宇航员的太空生活

（六）收获和体会

识？

规律？

学生思考总结

1、你都学到了什么新知1、超重与失重以及物体

何时会出现超重与失重

状态

让学生了解物理学从生活中来，从生活到物理、

学生观看

了解宇航事业发展，激发爱国热情。

2、你都应用了哪些物理2、牛顿三个定律

3、你都掌握了哪些研究3、应用牛顿定律解决实物理到生活、到科技、到

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方法？

师补充提升：

际问题的方法

社会的相互作用的过程，促进了人类向前发展。

我们还在不知不觉中体

验了一次科学探究的过

程：发现问题——提出设

想和质疑——用学过的

理论解释问题。

物理学是自然科学的一

个重要分支，高中物理课

程承载了很多东西，希望我们在学习物理知识的同时，更注重掌握探究和讨论的问题方法。为我们的终生发展奠定良好基础。

（七）课后作业：

1、完成课后习题

2、查找关于“嫦娥一号”的相关资料

七、教学流程图

体验电梯中测

体重

学生体会

拓展学生思维，拓宽学生知识面，激励学生学习兴趣和表现欲，激发爱国热情。

课外延伸，拓宽知识面的同时培养爱国情节。

展示数据

提出四个问题

解决问题

课外延伸

综合应用

探究实验

脚本的撰写

节名：超重与失重

视频和音频

课件

八、课后反思

长度：3分52秒

<超重与失重>幻灯片

电梯中的超重失重现象

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