高中物理鲁科版必修1第4节 超重与失重获奖教学设计

教学

课题

§6.4《超重与失重》

教学内容分析

本课题是在学习牛顿三大运动定律的基础上，将所学过的知识学以致用解释实际情景中的超重与失重现象并解决具体问题。通过对超重与失重的条件及原因的分析即巩固对三大运动定律的理解，又为牛顿运动定律在生活、生产的其他方面进一步的应用做示范。是高中物理教学中渗透科学·技术·社会（STS）教育思想的重要素材，并为后续理论联系实际处理其他动力学问题的提供案例。

重点难点分析

重点：超重与失重的条件与原因

难点：实重与视重辨析；超重与失重的条件及原因分析。

学情分析

1．学生学习牛顿三大运动定律的基础知识，刚接触综合应用。需要通过本节课的学习，体会理论联系实际，并逐步加深知识理解。

2．高中生在具有强烈的好奇心与求知欲，多通过生动形象的物理实验激发兴趣。并且学生已经在自由落体、牛顿第二定律等内容学习过程中多次体会经历科学探究，具备一定的观察、分析能力。

3.学校处于县城有小型游乐场，多数学生有乘坐电梯的机会与经历。对电梯等设施中的超重、失重过程有实际体验。能够较为顺畅的将实际体验与实验视频结合，提高科学探究活动的效率。

教学

目标

知  识

与技能

1．了解实重与视重的概念；知道超重现象与失重现象定义；

2．理解超重失重条件，并应用牛顿运动定律分析产生超重、失重的原因。

3．会用超重、失重知识解释、解决有关问题。

过  程

与方法

1.通过观察宇航员精彩生活和过山车体验感受超重与失重；；

2.通过对演示实验与电梯升降视频的探究活动培养学生的观察、概括能力

3.通过解决具体问题培养学生的分析能力和运用物理解决实际问题的能力。

情感态度  与

价值观

1. 激发学生对科学的兴趣和热情，使学生有自豪感、成功感与兴奋感。

2.在学生的分析概括和逐步探究的学习过程中，培养学生细心观察、勤于思考，在相互交流和合作的过程中培养科学精神。

教学设计思路

紧扣超重与失重中实质是视重的变化这一主线。首先采用视频和演示实验，激发学生体验、引发学习动机，明晰视重的定义。接着设计科学探究活动，结合讲授法进行有选择示范指导；且通过组织学生归纳分析总结的过程，培养学生实验观察能力、知识迁移能力及团队协作精神和科学素养。然后根据反馈定位法将实际应用的案例分别以例题（所设问题逐步递进形成问题串、逻辑链）、小实验、小论文的形式呈现，经过当场反馈及时纠正，达到巩固超重、失重现象的理解，强化科学规律的认识与应用。

教学资源准备

1．计算机、摄像头、GIF动图、太空授课、电梯升降、完全失重视频。

2．剪辑的视频录像、PPT教学演示课件

3.教学器材：弹簧秤、钩码、砝码片、自制超重失重演示仪、纸带、缓冲垫板

教 学 程 序 设 计

教学

过程

教 师 活 动

学生活动

设计意图

资源应用

引

入

课题

【视频演示】

1.神舟十号宇航员，

2、游乐场过山车

【引导学生回答】

观察与体验的是什么现象？

【板书】§6.4超重与失重

【学生观察】：

观看视频，回想日常生活经历

【学生回答】：

超重与失重现象

激发学生学习的兴趣和自豪感。

身边事例克服神秘感及畏难情绪。

播放剪辑的视频

新课教学

新课教学

新课教学

新课教学

1、实重与视重

【演示实验】弹簧秤测量钩码重力

【GIF动图展示】台秤测量物体重力

【提问】处于什么状态下进行测量？

PPT展示平衡状态的

【提示】：

结合牛顿第三定律

【提问】：

什么是实重？视重？

【学生观察并回答】：平衡状态

【学生分析】：应用平衡条件及牛顿第三定律解析测量物体重力定量关系

【学生回答】：

☆ .实重(G )：实际所受的重力

☆ .视重(N )：物体对竖直悬挂物的拉力或者对水平支持物的压力

重力测量源于生活，学生经过提示能正确辨析实重与视重。

为超重失重的分析做铺垫。

实物演示、GIF动图、PPT展示

【板书】

1.实重、视重

2、超重现象与失重现象

【实验演示】

1、    配重带动弹簧秤加速上升时？

2、    配重带动弹簧秤加速下降时？

【提问】：

1、弹簧秤示数对比静止状态时的变化？

2、概括超重、失重现象的定义

【板书】

1．超重现象：     2．失重现象：

（1）．超重定义：  （2）．失重定义：

【学生观察回答】：

1、视重大于实重；

2、视重小于实重；

【学生概括回答】：

☆ .超重现象：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受的重力的现象。

☆ .失重现象：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受的重力的现象。

自制超重、失重演示仪使学生可在课堂直接定量体会视重的变化。

GIF动图反复播放，利于观察

PPT展示

3、超重失重条件及原因

【问题】：

1.什么条件下产生超重、失重现象？

2.超重失重条件相关因素的猜想？

【实验视频展示、观察、指导】

【组织交流观察结果】

【学生猜想】

速度？加速度？质量？拉力？

【学生观察记录】

应用观景电梯实验视频展示实验，既有利于视重读数的判定，又有利于运动过程的分析，效果明显且便于反复观察。

GIF动图、

PPT展示

【师生共同分析】：

列表法分析数据，对比明显。即解决对知识讲解的需要又渗透科学思想方法的教育。

超重条件：加速度方向向上,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况,物体处于超重状态。

产生超重的原因

【学生自主探究】

超重现象在教师的指导下进行；

学生自主探究失重现象。把握教与学的平衡点，兼顾知识的传授与能力的培养。

【组织自主探究】：

1.什么条件下产生失重现象？

2.失重原因分析？

【板书】

（2）．超重条件：（2）．失重条件：

（3）．超重原因: （3）． 失重原因（学生完成）：

失重条件：加速度方向向上,物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况,物体处于超重状态。

4、超重失重规律的应用

【例题展示】：在电梯内的地面上放一体重计，一个质量为70kg的人站在体重计上进行实验。（取g=10m/s2）。

(1)电梯以3m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯体重计的压力。

(2)某段时间内发现体重计示数为490N，求电梯的加速度；能确定电梯运动情况吗？

(3)设想电梯具有竖直向下的10 m/s2的加速度时，求这时他对体重计的压力。

【组织指导作答】：

【组织评价】展示学生解答学案

【提问】（3）压力为零是什么现象？

【PPT展示】

1.完全失重

2、完全失重的现象

【视频演示】1、太空授课完全失重

2、升降机完全失重

【板书】（3）、完全失重：

【小实验】：

 1. 任务：要求不得搬动纸带上面的砝码，将纸带完整抽出。

2.组织学生提出有关方案

3.实验演示检验方案

【提问】：为什么自由下落时能完整抽出纸带？

【学生解答】

1. 问题（1）解答

①．摄像头屏幕展示学生解答学案

②．加速度分析、受力分析

③．牛顿第三定律的应用

【学生回答】：

完全失重：当物体具有竖直向下的加速度a＝g 时，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 等于零的现象

【学生回答】：

1、提出若干有关方案

2、自由下落时，完全失重；砝码间弹力为零，摩擦力为零。纸带不受摩擦力作用，顺利抽出。

设置问题串：由超重→失重→完全失重。通过对具体形象的事例分析利于规律的理解。

应用摄像头展示学生解答生成教学素材。反馈及时。

PPT展示

剪辑视频播放

先理论演绎，后实验检验体会演绎法的逻辑分析方式和理论指导实践的科学意义。

【布置小论文】：

人站在体重计上，分别下蹲、起立的过程中，观察体重计示数的变化情况，并解释这种现象.

本实验取材方便，源于生活，超重与失重过程全面。

教学反思总结

本节课是渗透科学·技术·社会（STS）教育思想任务驱动模式的课堂教学，教学以实重与视重的概念辨析和演绎分析为主线展开教学活动。在教学中贯穿了以实现完成相互关联的各项任务，驱动学生发挥潜能、调动各项能力自主建构知识。

1、源于生活，以学生生活实际的有关体验激发学生求知欲，并辨析实重于视重的定义。理解超重与失重现象。联系实际，打破神秘感成功突破难点。

2、以科学探究活动让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究方法，充分调动了学生学习的主动性。通过课前准备的实验视频替代学生实际操作实验的方式，在时间利用率和实验成功率方面是很有帮助。但这一方式仅限于在超重与失重原有的学生实验现象变化迅速不便观察的情况下的改良方案，对其他物理实验探究活动时以视频替代真实实验的方式还需要具体问题具体分析。

3、关于完全失重采用先理论定量分析，后实验检验的方式教学让学生体会理论的魅力又能学以致用体验成功的喜悦。

本节课的时间安排略显紧张，对例题第（2）、（3）问的及时反馈处理仓促。在小实验的环节可以多准备器材放手让学生尝试各自提出的方案，检验对比的过程中，分析讨论激发思考应该更有利于学习。还有许多不足之处需要在后续教学中进一步探索。 

教学流程图