本章复习与测试教案设计（一等奖）

牛顿第二定律应用（二）

1教学目标 一、知识目标：

1.能应用牛顿第二定律解释超重和失重现象；

2.理解生活中的超重与失重现象。

二、能力目标：

1.培养学生利用周围事物进行物理实验，观察发现物理现象，分析物理图景，总结物理规律，解 决物理问题的能力；

2.培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力；

3.培养学生建立物理模型的能力

三、德育目标：

1.渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情，培养学生的动手实验能力。

2.学情分析 学生已经具备了牛顿第二定律的基本知识，并能用牛顿第二定律去分析和解释一些简单的物理现象，

学生通过乘坐电梯对超重和失重现象也有了一定的体验，但对缺乏对超重失重的理性分析和深刻认识，

特别是对太空航行中完全失重现象，使学生更想进一步去了解、分析超重和失重的产生原因，探索其规律和实质，具有了强烈的求知欲望。

3重点难点 应用牛顿第二定律解决有关超重失重问题。

四、教学过程 4.1教学活动 活动1 【讲授】课前活动 （1）活动目的：生活中存在一些超重与失重现象，通过学生们自己的劳动、合作、研究，对超重与失重现象亲身地观察、讨论、分析，

获得第一手的实践材料，达到对知识的获得有一个全过程了解目的，同时激发学生们研究性学习的热情、加深对超重与失重现象的理解。

（2）活动方案：

方案1：组织学生到苏州乐园参加“高空弹射”游乐项目，让学生亲身体验一下较大加速度的超重和失重。

要求学生重点注意当弹射器加速上升和加速下降时弹射器座椅对人体的支持力的不同。

方案2：组织学生到苏州某高层住宅区，让学生在升降电梯上进行超重失重的实验研究，记录数据，对数据在进行分析研究，

得出相关结论，并让学生在实验过程中总结方法。

活动2【导入】活动交流、新课引入 想一想：一瓶饮料，在瓶底开一小洞。不得用任何物体（包括手）将小洞堵住，同时又要保证瓶口保持竖直向上，而瓶中液体不流出来。

【演示实验】将装水的瓶子底部开洞，观察其静止和自由落体两种状态下的流水情况。

活动3【练习】实验探究

【学生活动】（学生在健康秤上下蹲、起立）

【教师提问】

问题1：体重计上的示数是否就是人的重力?如果不是，那么，该示数是哪一个力的读数？

【学生讨论总结】健康秤的示数表述的是物体对秤的压力的大小，也就是秤对物体的支持力的大小。在物理上，

把只在重力和拉力或支持力作用下的物体所受的拉力或支持力称为该物体的视重。无论物体处于何种运动状态，其质量不会发生变化，

改变的是健康秤对物体的弹力大小。我们所讲的超重失重实际上是视重与物体的静态实际重力（物体处于静态或匀速运动状态时弹簧秤的读数）的比较。

实验探究：

【学生活动】一学生站在台秤上下蹲，学生观察台秤示数的变化并思考下列问题

问题2：人在下蹲的过程中做的是什么性质的运动？

问题3：一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数如何变化？

问题4：人向下加速运动时，健康秤的示数与重力相比如何？人向下减速运动时，健康秤的示数与重力相比如何？人本身的重力是否发生变化？

【实验探究小结】

失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___小于_____(填“大于”“小于”或“等于”)物体所受的重力的情况称为失重现象. 支持力___小于____重力， 视重__小于___重力

超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) __大于______(填“大于”“小于”或“等于”)物体实际所受的重力的情况称为超重现象. 支持力__大于_____重力，

视重__大于____重力

【学生活动】（学生在健康秤上下蹲、起立）

【教师提问】

问题1：体重计上的示数是否就是人的重力?如果不是，那么，该示数是哪一个力的读数？

【学生讨论总结】健康秤的示数表述的是物体对秤的压力的大小，也就是秤对物体的支持力的大小。

在物理上，把只在重力和拉力或支持力作用下的物体所受的拉力或支持力称为该物体的视重。无论物体处于何种运动状态，其质量不会发生变化，改变的是健康秤对物体的弹力大小。

我们所讲的超重失重实际上是视重与物体的静态实际重力的比较。

实验探究：

【学生活动】一学生站在台秤上下蹲，学生观察台秤示数的变化并思考下列问题

问题2：人在下蹲的过程中做的是什么性质的运动？

问题3：一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数如何变化？

问题4：人向下加速运动时，健康秤的示数与重力相比如何？人向下减速运动时，健康秤的示数与重力相比如何？人本身的重力是否发生变化？

【实验探究小结】

失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___小于_____(填“大于”“小于”或“等于”)物体所受的重力的情况称为失重现象.

支持力___小于____重力， 视重__小于___重力

超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) __大于______(填“大于”“小于”或“等 于”)物体实际所受的重力的情况称为超重现象. 支持力__大于_____重力，

视重__大于____重力

活动4【活动】理论探究

【播放视频】播放人站在健康秤上处在上升和下降的电梯中时健康秤的示数变化

【教师提问】请运用牛顿运动定律对健康秤上的人在电梯上升和下降过程中作动力学分析。

【学生讨论分析，教师补充】

类型1：初始状态：静止时，人受力如图1，此时FN=G。

① 加速上升，人受力如图2，

FN-G=ma FN=mg+ma=m(g+a)>G ∴示数增加了，即人受到的支持力>重力

②减速下降，人受力如图3，（分析同上）

FN-G= ma FN=mg+ma=m(g+a)>G ∴示数增加了，即人受到的支持力>重力

这两种情况，总归为超重。

【学生总结】共同特征：当物体加速上升或减速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于所受重力，加速度a竖直向上，这种现象叫超重。

超重：加速度a竖直向上

类型2：

③减速上升时，人受力如图4，

G-FN=ma FN=G-ma=m(g-a)

∴示数减小了，即人受到的支持力<重力。

④加速下降时，人受力如图5，（分析同上）

G-FN=ma FN=G-ma=m(g-a)

∴示数减小了，即人受到的支持力<重力

这两种情况，总归为失重。

【学生总结】共同特征：当物体减速上升或加速下降时，物体对支持物的压力或悬挂物的压力小于所受重力，加速度a竖直向下，这种现象叫失重。

失重：加速度a竖直向下

【学生活动】请根据健康秤上的示数计算出电梯在上升和下降过程中的加速度。

（邀请两个学生到黑板上板演）

【教师提问】假想：如果突然电梯失事，体重计的示数为多少？

分析：物体受力情况如图6所示：

此时G-FN=mg

∴FN=0

这种情况，物理上称为完全失重。

学生总结：

物体对悬挂支持物的压力或对物的拉力为零的情况叫做完全失重。

（提问）宇航员在太空中处于完全失重状态，他们在完全失重的状态下是如何生活的？

（播放宇航员费俊龙和聂海胜在太空中的生活情况）

【播放视频】播放人站在健康秤上处在上升和下降的电梯中时健康秤的示数变化 【教师提问】请运用牛顿运动定律对健康秤上的人在电梯上升和下降过程中作动力学分析。

【学生讨论分析，教师补充】

类型1：初始状态：静止时，人受力如图1，此时FN=G。

①

加速上升，人受力如图2，

FN-G=ma FN=mg+ma=m(g+a)>G ∴示数增加了，即人受到的支持力>重力

②减速下降，人受力如图3，（分析同上）

FN-G= ma FN=mg+ma=m(g+a)>G ∴示数增加了，即人受到的支持力>重力

这两种情况，总归为超重。

【学生总结】共同特征：当物体加速上升或减速下降时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于所受重力，加速度a竖直向上，这种现象叫超重。

超重：加速度a竖直向上

类型2：

③减速上升时，人受力如图4，

G-FN=ma FN=G-ma=m(g-a)

④加速下降时，人受力如图5，（分析同上）

G-FN=ma FN=G-ma=m(g-a)

这两种情况，总归为失重。

【学生总结】共同特征：当物体减速上升或加速下降时，物体对支持物的压力或悬挂物的压力小于所受重力，加速度a竖直向下，这种现象叫失重。

失重：加速度a竖直向下

【教师提问】宇航员在太空中处于完全失重状态，他们在完全失重的状态下是如何生活的？

【播放视频】宇航员费俊龙和聂海胜在太空中的生活情况

活动5【练习】实验现象解释 一瓶饮料，在瓶底开个洞，不得用任何物体（包括手）将洞堵住，瓶口要竖直向上，瓶中液体不流出来。

【学生讨论、解释】

教师引导学生利用完全失重的力学原理解释瓶中液体不从瓶底小孔外流的原因

活动6【测试】课堂小结 活动7【测试】板书设计

活动8【作业】布置作业