学生实验优质课教案整理

课题：《超重与失重》

宣城中学物理教研组：史世刚

《超重与失重》教学设计

课题

超重与失重

课型 新课

课时 1课时

教材

人民教育出版社2010年4月第3版

高中物理必修1

【教材分析】

教材的地位和作用

本节课是学生学完力与运动、牛顿运动定律之后，知识的迁移和应用部分，旨在让学生运用牛顿运动定律分析生活中的现象，进一步理解和巩固牛顿运动定律。通过本节课的学习，提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，激发学生对航天科技的兴趣。

课程标准的要求

教材内容安排

通过实验活动认识超重与失重的现象，理解超重与失重产生的条件与实质。

本节教材利用纸带拉砝码、称体重和乘电梯等生活中常见的现象引出本节课课题，通过对超重与失重概念的理解，学会分析和解释超重与失重现象，然后再进一步了解完全失重的状态。

【学情分析】

心理特征

高一年级的学生具有很强的好奇心，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强，对于学习内容贴近生活及有动手操作的物理课堂有较强的学习兴趣。

知识基础

学生已经学习了力与运动、牛顿运动定律等相关知识，为超重与失重学习打下了良好的基础。

认知困难

学习了重力的概念之后，有的学生可能会望文生义，简单认为超重是重力增加，失重是重力减少，完全失重是重力完全消失，也就是说学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，不能正确地观察，缜密地推理，由感性认识提升为理性认识。

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【教学目标】

知识与技能： （1）识别超重和失重现象；能运用牛顿运动定律分析超、失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质。

（2）培养学生善于从实际情景中捕捉信息、发现问题并提出问题、陈述观点的能力；培养学生对多种情景中的相似因素进行分析、比较，并加以归纳、概括的能力。

过程与方法：

采用“情景——问题——探究——讨论”的开放式教学法。让学生在观察、思考、提问、猜想、实验、交流、比较、归纳等一系列探究活动中亲身体验、认识生活中的超重和失重现象。

情感态度价值观：

在教师的引导和鼓励下培养学生敢于探索、敢于提问、勇于创新的科学精神；借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，培养学生热爱生活、热爱科学的情感。

【教学重难点】

教学重点:超重与失重现象产生的条件和原因

教学难点:运用牛顿第二定律探究超重与失重现象产生的条件

【教具准备】

多媒体课件、体重计、自制超重与失重演示仪、钩码、纸带、弹簧测力计、朗威数字化实验器材（力的传感器与数据采集器等）。

【教法学法】

教法：实验演示法、探索发现法、讲解法、归纳法。

学法：自主探究法、问题讨论法，比较总结法。

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【设计思想&教学流程图】

【教学过程】

教学环节和教学内容

【新课引入，提出问题】

趣味实验引入，发散学生思维。

趣味实验1：教师与学生用纸带拉着钩码向上运动。

教师活动

提出问题：能不能用一个手把纸带拉断？为什么纸带一开始能承受钩码的重力，而当我们用力向上拉的时候它却断了？而有的同学的纸带却没有断？

提出问题：刚才实验中纸带断了说明什么问题？表示的是什么力增大呢？

引导学生理解概念。

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学生活动

学生动手用纸带拉钩码向上运动，体会趣味物理。

学生回答：力变大了。是钩码对纸带的拉力。

学生思考，理解超重与失重的概念。

设计意图

【创设情境，理解概念】

引导学生理解超重与失重的概念

趣味实验:2：教师请学生称体重

提出问题：

双脚不能离开测力计，手也不能扶其他东西，能否改变测力计的示数？

提出问题：看到什么现象？

发现测力计示数某些情况下变大了，某些情况下又变小了

学生试着蹲一下，看测力计示数是否改变

借助课前的实验，逐步分析，让学生层层递进地思考问题。

通过对两次趣味小实验的讲解，提出问题，引入本节课的课题

学生提出问题：

1.

什么是超重与失重

2.

什么情况下会出现超重与失重？

3.

为什么会出现超重与失重

把思考问题的能力归还给学生，让学生提出问题，顺着问题，用实验去解决？

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况。

失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况。

直接根据现象，依据课本，给出超重与失重的定义

特别指明：在超重与失重现象中物体的实际重力是不改变的

让学生明白超重与失重不是重力改变，而是拉力或压力改变

紧扣实验现象，解决什么是超重与失重

【分组实验，自主探究】

引导学生分组实验，观察实验现象，感受超重与失重。

继续解决学生提出的第二个问题：在什么情况下会出现超重与失重现象？

引导学生分组实验，提倡组内交流讨论。

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学生动手实验，认真观察实验现象，理解超重与失重的现象与概念，思考在体重计上下引导学生进行实验探究，培养学生设计实验的能力，动手能力，共同合作，观察思考，分析归纳的能力。

【实验演示，分析解释】

1．利用力的传感器与数据采集器，引导

提出问题：上蹲或者下蹲体重计

请学生说出各自观察到的现象？

提出问题：在上一个实验过程有没有发现什么问想办法解决？

蹲或者上蹲为什么会出现超重与失

引导学生观察，发现问题：下蹲或者上蹲，体重计示数发生改变。

示数如何改变？

重现象？

学生回答：指针变化太快，很难及时观察。

在教师引导下分析产生超重与失重的条件。

为了弥补体重计示数变化太快以至于学生不能清晰地观察到超重与失重的受力情况，通过力的传感器与数据采集器，自制超重与失重的演示仪器，让学生直观地感受超重与失重现象，并学会分析物理现象的本质，得出物理结论。

学生观察，思考超重与失重的产生条件。

题？我们能不能教师演示实验，引导学生力示数的变化，

分析什么情况下会出现超重与失重现象。

引导学生思考改

进方法。

介绍力传感器与数据采集器，引导学生注意观察与思考。

教师引导学生分析物体的运动状态，总结得出结论：发生超重与失重取决于加速度方向，与速度方向无关。

图像分析：

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2.

进一步分析为什么会出现超重与失重现象

，思考产生超重与失重的力学特征？

3.

轻松一下，做个小游戏？

比赛规则：双脚不能离开测力计，双手不能扶任何东西；读取数值之前不能离开测力计

从而引出完全失重的概念

进一步引导学生认识到太空中的物体处于完全失重

【学以致用，拓展提升】

1．生活中的超重与失重现象

2、现代技术的应用

太空中失重的奇妙现象

引导学生受力分析，再利用牛顿第二定律进行分析，归纳出现超重与失重的受力特征

分析传感器图像，引导学生计算图像中最大加速度是多大？

学生在老师的引导下，进行受力分析，书写牛顿第二

学生分组计算最大加速度

在实践的基础上，在实践的基础上完善理论，将实践与理论有机结合

让学生认识如何从定性到定量

定律表达式

在一起。

如何让自己在体

提出问题：有没有一种可能示数小到极值的情况？

通过更深层让学生认识到在超重与失重中力与加速度的关系

学生回答当a=g时候，示数可以为零

加强学生用理论去进一步解决实际问题的能力

通过具体的体会认识完全失重的概念与物理意义。

加深学生对知识的理解，培养学生善于观察思考生活中的物理现象及所包含的物理本质，同时了解我国的航天技术。

激发学生对科学的兴趣与热情。

重计的示数最小

次的体验，引导学生学以致用，从生活走向物理，从物理走向社会。

进一步总结归纳得出超重与失重产生的条件

给学生讲解现代技术中超重与失重的应用。

学生利用学案进一步巩固加深对问题本质的认知能力

学生回想与讨论：生活中超重与失重的应用。

板书设计 什么是超重与失重?

超重：F>G ；a向上 F=mg+ma

什么情况下会出现超重与失重?

为什么会出现超重与失重?

失重：F

F=mg-ma

当a=g F=0 完全失重

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【反思及感悟】

物理概念和规律的形成是有现象到本质的过程，对于它们的理解和掌握不可能是一蹴而就如何才能让学生不是机械的记住超重和失重现象，而是真正理解超重和失重的实质是这节课的重点和难点。教案进行了多次调整和修改。以学生亲手用纸带拉钩码，以及称体重感知体重计示数的变化的情景提出超重失重的概念，增加学生的感性认识；同时进一步提出产生超重失重现象的条件是什么，为此进行探究的实验，力的传感器拉钩码运动过程中力的动态变化，利用实时记录的变化帮助同学猜想产生超重与失重的条件，最终使学生在探究中获得了产生超重与失重的条件，经历了概念形成的过程。这点起到了良好的教学效果，改进了超重失重实验使其更有说服力。如能让学生更多的参与实验探究的方案实际会更有利于学生的发展。

附件：

用DISLab数字化实验设备研究超重与失重现象的本质（用牛顿第二定律定量分析超重与失重现象）

加速上升

减速上升

加速下降

减速下降

超重的本质

失重的本质

速度v方向

加速度a方向

F与G大小比较

超重或失重

学以致用：探究活动

1、探究目的：电梯在上升与下降过程中的超重与失重现象。

2、观察电梯上升与下降过程中台称指针偏转情况（视频）。

3、数据的记录

上升过程

加速

匀速

减速

指针偏转情况

下降过程

加速

匀速

减速

指针偏转情况

4、结论：在加速上升过程，发生

现象，在减速上升过程发生

现象；

在加速下降过程，发生

现象，在减速下降过程发生

现象。

5、如何计算超重和失重过程中的加速度？

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