5. 牛顿运动定律的应用公开课教案

《超重与失重》教学设计

【课题】超重与失重

【教学时间】45分钟

【教学对象】高中一年级学生

【教材选用】人教版高中物理必修1第四章第七节超重与失重

【教学内容分析】

1．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。

2．课程标准的要求

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。

3．教材内容安排

本节教材利用称体重和乘电梯两个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。

4．教材特点

（1）教材注重从生活走向物理，从物理走向社会，由生活中的例子引入本节课的学习，再引导学生带着所学知识进一步了解航天技术。

（2）教材强调通过实验探究，借助已学的牛顿运动规律的知识，分析和解释超重与失重的产生条件。

（3）教材重视实践活动，有力地提高学生解决实际问题的能力，进一步激发学生的学习兴趣。

【学生情况分析】

1．学生的知识基础

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。

2．学生的兴趣特点

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。

3．学生的认知困难

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。

【教材处理】

超重与失重现象在我们生活中很常见，比如电梯的升降、过山车等等，教材选取在电梯里称体重的模型来对超重与失重现象进行解释，这种方法难于在课堂上演示，不利于让学生身临其境感受超重和失重。从学生的心理特点出发，我通过改装弹簧测力计，制作了简易的超重与失重演示仪，让学生切身地、直观地感受超重与失重现象，以激发学生的学习兴趣。

【教学目标】

1．知识与技能

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．过程与方法

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．情感态度与价值观

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。

【教学重点】

超重与失重的概念及其产生条件

【教学难点】

超重和失重现象的本质

【教学策略设计】

1．教学方法

（1）实验法

本节课注重以生活中实际问题为先导，以实验为基础，将一些抽象的、难以理解的物理概念转化为直观的物理现象，激发学生的学习兴趣，通过引导学生观察实验现象，进行科学思维，分析归纳，从而帮助学生理解超重与失重的产生条件和本质，突出学习重点。

（2）讲授法

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。

2．学法指导

通过教师演示实验，学生观察思考并自己尝试分析原因，从而得出结论，发挥学生在课堂上的主体作用，培养学生的科学物理思维。

3．教学媒体设计

以多媒体课件为载体，充分利用实物、模型、图像等，为学生提供感性的材料，同时通过自制教具的使用，培养学生的创新精神。

【教学用具】

多媒体课件、体重计、自制超重与失重演示仪、钩码、纸带、弹簧测力计等。

【教学流程图】

【教学过程设计】

教学环节和教学内容

【新课引入，提出问题】

1．游戏表演：神奇的水瓶。

教师与一学生志愿者共同参与。矿泉水瓶壁开一小孔，用不干胶将其封住，内装有色水。

教师活动

教师撕开不干胶，有色水成抛物线流出，让水瓶自由下落。

提出问题：水瓶下落过程中水会不会流下来？会不会流到志愿者的脸上？

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

2．趣味实验引入，发散学生思维。

教师与学生用纸带拉着钩码向上运动。

上拉的时候它却断了？而有的同学的纸带却没有断？

学生活动

学生穿前后贴白纸的塑料雨衣站于水瓶下前方，让水流从其上方流过，流到其背上。

水瓶从学生面前自由下落。

学生动手用纸带拉钩码向上运动，体会趣味物理。

设计意图

用已有认知和该实验现象形成认知冲突，激发学生的求知欲望。

创设生活情境，从生活走向物理。培养学生的观察能力，激发学生的求知欲望。同时为课堂教学埋下伏笔：为什么水瓶下落过程中水没有流下来？为什么有同学的纸带没有断？

【创设情境，理解概念】

引导学生理解超重与失重的概念。

借助课前的实验，逐步分析，让学生层层递进地理解超重与失重的概念。

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。

【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。

在弹簧测力计下挂一个钩码，使其上下运动，观察弹簧测力计示数的变化。

教师引导学生分组实验，提倡组内交流讨论。

请一组同学分享观察到的实验现象。

提出问题：你认为什么情况下会产生超重与失重？它与什么因素有关？

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。

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。

学生动手实验，认真观察实验现象，理解超重与失重的概念。

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。

引导学生观察，发现问题：弹簧测力计上下运动时，读数发生变化。

在学生理解概念的基础上，引导学生建立正确的认识：测力计的示数表示的是钩码对它的拉力。

【实验演示，分析解释】

1．利用自制超重与失重演示仪，引导学生观察，思考超重与失重的产生条件。

提出问题：在上一个实验过程有没有发现什么问学生回答：指针变化太快，很难及为了弥补弹簧测力计示数变化太快以至于

教师演示实验，引导学生观察弹簧测力计，分析产生超重与失重的情况。

题？我们能不能想办法解决？

引导学生思考改进方法。

介绍超重与失重演示仪，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。

时观察。

在教师引导下分析产生超重与失重的条件。

学生不能清晰地观察到超重与失重的受力情况，通过改装弹簧测力计，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。

【学以致用，拓展提升】

1．生活中的超重与失重现象

引导学生学以致用，从生活走向物理，从物理走向社会。

给学生讲解现代技术中超重与失

重的应用。

学生回想与讨论：生活中超重与失重的应用。

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。

2、现代技术的应用

在失重条件下，熔化了的金属的液滴，形状呈绝对球形，冷却后可以成为理想的滚珠。