学生实验教案推荐

《超重与失重》

株洲市第二中学

向得精

一、教材分析

本节内容选自人民教育出版社出版的高中物理必修1第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)。课标要求“通过实验认识超重和失重现象”，要求学生能通过一些具体活动来了解和体验超重与失重，理解超重和失重产生的条件和实质。超重、失重既是牛顿运动定律的运用，又是生活中常见的物理现象，它还与航天技术紧密相相联。学习本节知识，不仅能够进一步帮助学生巩固受力分析、牛顿运动定律等知识，还能够增强物理与社会生活的联系，同时激发学生物理学习的兴趣，培养学生分析问题的能力。

二、学情分析

在日常生活中，学生能够感受到超重、失重现象，但是并不明确这就是超重、失重现象，对超重和失重概念的理解存在误区，一是有的学生误认为超重(失重)就是物体重量的增加(减少)，二是学生往往认为向上运动就是超重，向下运动时就是失重。所以本节课基于牛顿第二定律，利用实验探究和理论分析相结合的方法，让学生通过自主体验、分析、归纳并得出相应结论，激发学生学习兴趣，培养学生通过现象看本质的物理意识。

三、教学目标

1. 知识与技能

(1)知道超重、失重以及完全失重的概念；

(2)理解产生超重和失重的条件及其运用；

(3)能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象；

(4)了解生活中的超重与失重现象，并能够利用所学知识分析解决相关问题。

2. 过程与方法

利用实验探究和趣味活动让学生体验超重与失重，并且逐步引导学生分析问题、解决问题，最后通过举例说明生活中的超重与失重现象，培养学生的观察能力和发现问题的能力。

3. 情感态度与价值观

通过探究性的活动，锻炼学生分析问题的思维能力，增强用物理原理解释身边的物理现象的意识。

四、教学重点与难点

重点：超重、失重现象的概念及产生这些现象的条件、实质；

难点：产生超重、失重现象的条件和本质，以及运用牛顿运动定律对超重和失重现象的实例进行分析。

五、教学模式与手段

采用“情景-问题-探究-结论”的学生自主探究教学模式。

六、教具

1.体重计一台；2力传感器一个；3. 秤砣一个；4.重物一个；5纸带

七、教学过程

教学程序

教师行为

学生活动

设计意图

探究活动1:将纸带对折，挂上重物，想一想，如学生思考怎通过实验引情景

引入

果只用一只手拉纸带，能否把纸带拉断？

样用一只手发学生的认将纸带拉断

知冲突，激发学习兴趣，并通过“花探究活动2：然后让一名学生在体重计上下蹲，

样团体体观察示数变化，并思考体重计的示数为什么会变观察示数变且让学生带验超重与化，难道是该同学的体重发生了变化？

失重的太空之旅”视频，引入新课

在实验活动一，我们看到了，纸带被拉断，

分析实验现象，引导学生得出超重与失重的定义

化，思考示数着疑问开始变化原因

今天的学习

新课

教学

说明重物对纸带的拉力变大，大于重力。在活动

二中，同学在体重计上下蹲时，示数先减小后增

大。体重计示数增大时，说明该同学对体重计的

压力大于其自身的重力，像这种现象称为超重现

引入超象。

重与失一、超重与失重的定义

物体对支持物的压力(悬挂物的拉力)大于

重的概1.超重：念

物体所受重力的现象叫做超重现象

体重计示数减小时，说明该同学对体重计的

压力小于其自身的重力，像这种现象称为失重现

象。

2.失重：物体对支持物的压力(悬挂物的拉力)小于

物体所受重力的现象叫做失重现象

二、超重与失重产生的条件

在该同学下蹲时，体重计的指针变化太快，

来不及仔细观察，所以我们可以借助力传感器对学生观察F-t利用传感器力的变化过程进行实时采集并记录。

图像中力随显示力随时探究活动2：力传感器测秤砣重力；力传感着时间的变间的变化

器拉着秤砣向上运动再向下运动，学生观察传感化

器受到的拉力大小的变化。

通过力传感器拉着秤砣向上运动再向下运

动得到F-t图像，让学生自主完成导学案。

探讨超重与失重产生条件

问题1：在F-t图像中，前一部分表示秤砣向

哪里运动？后一部分表示秤砣向哪里运动？

引导学生从图像中得到秤砣的重力等于10N

回答：前一部利用核心概分表示秤砣念分析问题，向上运动，后同时提高学一部分表示生分析图像秤砣向下运的能力

动

回答：凸起部

问题2：图像中，哪些部分表示秤砣处于超分表示秤砣

重状态？哪些部分处于失重状态？

处于超重状

教师引导：超重是物体对支持物的压力(悬挂态，凹陷部分

物的拉力)大于物体所受到的重力，因此可根据图表示失重状

像的拉力F与物体重力比较。若F大于重力则超态

重，若小于重力则失重。

引导学生得出：超重和失重与速度方向无关

师生共同探讨超重与失重的产生条图像中凸起部分大于10N，大于秤砣重力，

因此处于超重状态，而凹陷的部分小于10N,因此

秤砣处于失重状态。物体向上运动过程当中，速

度方向向上，秤砣先超重后失重，下降过程中，

物体速度方向向下，先失重后超重。

回答：不是

问题3：结合刚刚的分析，请同学们想一下：

是不是物体向上运动就处于超重？向下运动就

处于失重呢？

结论：物体的超重与失重与速度方向无关

既然超重和失重与速度方向无关，那究竟与

什么因素有关呢？下面我们继续分析秤砣的运

动情况，秤砣在上升时，初速度为零，末速度也

为零，而中间速度不为零，因此，秤砣在上升时，

先加速上升再减速上升，同理，秤砣下降时，先学生认真思件

加速下降再减速下降。

考、讨论

问题4：秤砣的速度变化已经分析清楚了，

现在同学之间互相讨论，并且利用运动学的知识

来判断其加速度的方向。

教师引导：当加速度

与速度

同向时，

物体加速运动，反向时，物体减速运动，因此物

体在加速上升阶段，加速度

与速度

都向上，

而减速上升时，加速度

与速度

反向，因此，

加速度

方向向下，同理，加速下降时加速度

方向向下，减速下降时加速度

方向向上。

回答：超重取

问题5：秤砣加速上升或者减速下降时，都决于加速度

出现了超重现象，

并且加速度都向上，说明超的方向。物体

重与什么因素有关呢？有着怎样的关系呢？

1.超重：物体具有向上的加速度

运动特点：加速上升或减速下降

具有向上的

加速度时，出

现超重现象；

问题6：秤砣减速上升或者加速下降时，都物体具有向

出现了失重现象，

并且加速度都向下，说明失下的加速度

重与什么因素有关呢？

2.失重：物体具有向下的加速度

运动特点：加速下降或减速上升

时，出现失重

现象

注意：物体发生超重或失重现象与速度方向无

关，而是取决于加速度方向。

三、超重与失重的由来

师生共同探讨超重与失重的产生原因

前面我们通过实验探究得出了超重和失重

的产生条件，但还没有深入问题的本质，下面我

们利用我们前面学过的牛顿第二定律和牛顿第

三定律分析物体为什么加速度向上会产生超重?

加速度向下会产生失重？

分析超1.超重: 以秤砣减速下降运动为例，假设秤

砣质量为m，加速度为

，求秤砣对传感器的拉

力？

首先对秤砣进行受力分析：秤砣力传感器的

拉力F以及物体本身重力G

问题7：秤砣减速下降运动，F G

重与失那么拉力F和重力G哪个大呢？重产生怎样用牛顿第二定律写出拉力F的的原因

表达式呢

？

教师引导：由牛顿第二定律有：

F －mg =m

∴

F = m(g +

由牛顿第三定律有：秤砣对传感器的拉力

由学生推导

秤砣减速上

升时F的表

达式

F‘

=F =m(g +

2.失重: 以秤砣加速下降运动为例，假设秤砣质量为m，加速度为

，求秤砣对传感器的拉

力？

引入完全失重概念

首先对秤砣进行受力分析：秤砣力传感器的

拉力F以及物体本身重力G

问题8：秤砣加速下降运动时，那么拉力F

和重力G哪个大呢？并用牛顿第二定律写出拉

力F的表达式

(请同学上黑板写推导过程)。

教师引导：由牛顿第二定律有：

回答：当加速

度

时，

拉力F的等

于零

联系生活实际，用理论知识分析问题

mg －

F =m

∴

F =m(g －

由牛顿第三定律有：秤砣对传感器的拉力

F‘

=F =m(g －

从刚刚的分析过程中可以看到：超重、失重

现象中,物体的实际重力并没有发生改变，而是物

体对支持物的压力(悬挂物的拉力)发生了变化。

四.完全失重

在失重现象中，如果加速度

=g，则此时重

引入完物对传感器的拉力为多大？

全失重的概念

失重时：当

时F =0

回答：过山

即：秤砣正好以大小等于g的加速度竖直下车、电梯上升

落时，秤砣对传感器的拉力为0. 和下降过程

定义：物体对支持物、悬挂物完全没有作用

力，这种状态称为完全失重状态

感受生活中五.生活中常见的超重与失重

学生自由发言：举例说明生活中有哪些超

分析生重和失重现象？

活中的播放电梯上升和下降过程的视频，让学生观举例说明生的超重与失超重与察电梯上升和下降过程中体重计示数的变化，并活中超重与重

失重现且引导学生分析电梯运动过程中的超重和失重。

失重

象

作业

布置

学法课时训练

板书

设计

第七节

超重与失重

一、超重与失重的定义

1.超重：物体对支持物的压力(悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重现象

2.失重：物体对支持物的压力(悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重现象

二、超重与失重产生的条件

1.超重：物体具有向上的加速度

运动特点：加速上升或减速下降

2.失重：物体具有向下的加速度

运动特点：加速下降或减速上升

三、超重与失重的由来

1.超重: F‘

= m(g +

2.失重:

F‘

=m(g －

3.超重、失重现象中,物体的实际重力并没有发生改变，而是物体对支持物的压力(悬挂物的拉力)的作用力发生了变化。

四、完全失重

定义：物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，这种状态称为完全失重状态