本章复习与测试第二课时 公开课

人教版高中物理必修1

4.7《用牛顿运动定律解决问题（二）》（超重和失重）

整理：

余永联

课题

4.7《用牛顿运动定律解决问题（二）》（超重和失重）

年级和学科

高一物理

课时

1课时

一、教材分析

《超重和失重》是《普通高中物理课程标准》必修1第四章“牛顿运动定律”中《用牛顿运动定律解决问题（二）》中的内容，在以往的教科书中，超重和失重是作为知识内容呈现的，本教科书是以例题的形式出现的，类似的问题在其他方面也有体现，如后面平抛运动的处理方式。超重和失重问题具有一定的代表性，因此，本节内容安排是知识性与分析问题的过程与方法并重。

超重和失重现在已经演化为生活语言，和物理中本来的意义有较大的不同。教科书中通过定性和定量地处理，使学生对超重和失重的物理内涵有了更清晰的认识。

二、学情分析

教学主体是普通高一年级的学生，已经掌握了运动学和力学的知识以及简单的动力学的认识，学生具有一定的分析推理能力，但是由于力学和运动学的综合程度已有提高，这对于学生的学习还是有一定的困难。高中一年级学生处于高中学习的关键时期，理论和实践方面的知识都需要加强，而本节教学则恰是理论联系实践的知识，对学生而言通过本节课的学习会让动力学知识达到质的提升，也基于物理学习的宗旨，将动力学知识融会贯通。

三、教学目标

1、知道超重和失重的现象，理解产生超重和失重现象的条件，能够运用牛顿运动定律分析和解决超重和失重的实际问题。

2、通过感受生活中超重和失重的现象，理解超重与失重的概念，分析解释产生超重和失重现象的原因，学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

3、通过自主实验和逐步探究的过程中，培养学生细心观察，勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神，激发学生对科学的兴趣和热情。

四、教学重难点

重点：超重与失重的概念及其产生条件

难点：超重和失重现象的本质

五、教学策略：通过教师形象生动、富有引导式的讲解，辅以实验演示、图片等，启发学生思维，帮助学生对超重与失重概念的理解；同时综合利用现代多媒体技术，最大限度地调动学生学习积极性，提高课堂效率，充分体现以教师为主导，以学生为主体的教学原则。

六、实验器材

带有小孔的塑料瓶、水

七、教学过程

【新课引入】

播放视频：“跳楼机”和过山车

通过观看“跳楼机”和过山车视频，让学生间接体验超重和失重，玩过的同学会回忆起当初的感受，没玩过的同学可以根据视频里面人的表现猜想，那为什么坐“跳楼机”和过上车的人会感受到刺激呢？从而开始这节课的教学。

【新课教学】

【例1】

如图所示，人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对台秤面的压力FN是多大?

解：对人受力分析如图

根据牛顿第二定律有

Fmgma

Fmgma

根据牛顿第三定律，

人对地板的压力FN与

地板对人的支持力F大小相等

FmgmamgN

【超重定义】

物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)大于重力的现象称为超重。

【例2】

如图所示，人的质量为m，当电梯以加速度a减速上升时，人对台秤面的压力FN是多大?

解：对人受力分析如图

根据牛顿第二定律有

mgFma

根据牛顿第三定律，

人对地板的压力FN与

地板对人的支持力F大小相等

N

【失重定义】

FmgmaFmgmamg

物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)小于重力的现象称为失重。

【学生活动】

观看视频：电梯从一楼到六楼再回到一楼过程中电梯里面台秤和弹簧秤示数变化

多次观看，填写下表

学生回答：

通过上表，让学生比较、总结得出规律（板书）

【课堂练习1】宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有（ ）

A．在飞船内可以用天平测量物体的质量

B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压

C．在飞船内不可以用弹簧测力计测拉力

D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力

学生活动：

学生对太空环境还不是很了解，通过观看宇航员在太空中的生活来帮助他们更好地感受太空失重，从而得出本题答案D

课堂练习2：一个矿泉水瓶底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，忽略空气阻力，则（ ）

A．水瓶自由下落时，小孔向下漏水

B．将水瓶竖直向上抛出，水瓶向上运动时，小孔向下漏水；

水瓶向下运动时，小孔不向下漏水

C．将水瓶水平抛出，水瓶在运动中小孔不向下漏水

D．将水瓶斜向上抛出，水瓶在运动中小孔向下漏水

演示实验：教师将开有小孔的装满水的塑料瓶朝着不同方向扔出，让学生观察，在空中时小孔还漏水吗？

学生活动：仔细观察，并思考造成这种情况的原因

由于实验过程较快，部分学生不能很好地观察清楚，此时播放录制好的慢放镜头

学生通过观察实验，得出本题答案C 同时，教师给出完全失重定义：物体加速度若为g，则物体完全失重（板书）

【课堂练习3】蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是（ ）

A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态

B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态

C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态

D．运动员一直处于失重状态

部分学生对蹦极还不是很了解，此时播放蹦极视频

此题有一定的难度，应该由教师带领学生分析蹦极过程中弹性绳拉力的变化，最终得出本题答案B

【作业】

1、书面完成

“问题与练习”第4题；思考并回答第3题。

2、寻找生活中的超重和失重现象。

【板书设计】

4.7牛顿运动定律的应用（二）

----超重和失重

1、超重和失重定义：

2、超重和失重的本质：

3、完全失重：加速度为g（注意方向）

八、教学反思

学习过程中，学生始终是主体，教师是组织者、引导者。这节课的实验都是事先自己准备好的，学生没有参与实验设计、探索的过程，也没有动手机会，没能很好达到提高学生实践能力的目的。这节内容是牛顿运动定律及运用的特例，牛顿定律及运用方法都是学生已经学过的，有些实验可以尝试课前让学生自己设计，安排课上让学生自己做。比如课后就有同学马上提出日常生活中提重物时，突然提动重物，袋子容易破是不是与超重失重有关。课前如果由学生亲自参与设计讨论操作实验，这样可能更有效地让他们对物理现象及过程有亲身的体验，同时，在实验的设计和操作过程中，更能锻炼他们的动手能力、培养创新精神和提高科学素养，激发了他们的学习兴趣。

在本节课中，太空失重视频给学生最直观最科学的体现，完全失重慢放视频给学生很多启示，包括充分利用我们身边的工具（例如手机等）。