4.6 超重和失重 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

超重和失重 一、教学目标 1.物理观念 （1）知道超重和失重的现象； （2）理解超重和失重现象的本质 2.科学思维 学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。 3.科学探究 通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 4.科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重难点 教学重点：知道超重和失重现象的概念;产生超重和失重的条件;会分析解决超重和失重的实际问题。 教学难点：经历在电梯升降过程中感受到的超重和失重过程,观察并体验超重和失重现象,探究产生超重和失重现象原因,学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。 三、教学分析 “超重与失重”是牛顿运动定律的具体应用。对于这一知识点,教材安排该内容为例题人在加速上升的电梯中对地面的压力这一实际问题,很好地体现了新课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。 学生经过四章节的学习,对力与运动的关系有了比较深入的理解,初步具备分析推理能力以及实验能力。 四、教学过程 【教学过程】 课堂引入： 演示小实验：第一次纸带拉动重物猛的上提，纸带断了；第二次松一下纸带，纸带未断，且重物加速下降。引发学生思考为什么？本节课我们就来研究这个问题。设计方法：实验演示 设计意图：创设情境，由此激发学生学习兴趣，导入新课。 一、超重和失重现象课堂实践： 引导学生思考测量物体重力的方法。利用台秤或弹簧秤测量重力时，要注意什么？保持静止状态，这样拉力与重力二力平衡，而弹簧秤实际测量的是弹簧受到的拉力、台秤实际测量的是压力，再由牛顿第三定律，可知弹簧受到的弹力或压力等于重力。这里我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重。 根据刚才的分析，提出引导学生思考的问题:你能猜出箱子内部是什么结构吗?揭秘：教师展示箱子的内部结构后，发现里面的物体在运动，看来物体的视重与运动状态有关。接下来我们就一起通过实验来研究这个关系。 提供了弹簧测力计和重物，请学生按照步骤进行实验并记录数据。学生进行实验:①测量钩码的重力；②将弹簧测力计连同钩码向上加速运动，观察弹簧秤示数的变化；③让弹簧测力计连同钩码向下加速运动，观察并记录弹测力计示数的变化。小组讨论： 探究1、钩码上升和下降过程中存在哪些运动状态？上升时从静止先加速上升再减速上升直至静止，下降时先加速下降再减速下降直至静止。 探究2、根据记录的数据分析在不同运动状态下弹簧秤示数与重力的关系？弹簧秤的示数有时大于重力，有时等于，有时小于。我们就把弹簧秤示数大于重力的现象叫做超重，小于重力的现象叫做失重。具体就是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现象，叫做超重现象。大于物体所受重力的现象，叫做失重现象。 探究3、再来分析钩码出现超重和失重状态与哪个物理量有关？引导学生把刚才研究的问题填写到表格中 分析表格发现关系：超重和失重与运动方向无关与加速度方向有关。当加速度向上时物体处于超重状态，当加速度向下时处于失重状态。这就是判断超失重的方法。 探究4、为什么加速度方向向上就超重，向下就失重呢？从牛顿运动定律的角度进行分析。我们选取加速向上和减速下降的过程来分析。 以物体为研究对象受力分析，受重力和支持力，以加速度方向为正列 牛顿第二定律，其中弹簧秤的示数是弹簧秤受到的拉力，由牛顿第三定律得压力等于mg+ma，超重。 引导学生仿照老师的做法写出加速度向下的分析过程。通过师生共同分析找到超重和失重的原因。 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F=mg+ma,大于重力。 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）F=mg−ma,小于重力 例 1升降机内质量为1ｋg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内 教师学生总结: 失重现象的定义、条件、本质生活中的应用：测体重人迅速蹲下 例３.升降机内质量为１kg的小球用轻弹簧秤系住,悬在升降机内，当以a＝ｇ匀加速下降时，则弹簧秤示数为多少？ 教师学生总结：完全失重现象的定义、条件、本质 运用超重和失重知识解决实际问题 1．请为我国的航天员设计超重和完全失重环境,让他们进行超重和失重的训练。 【教学反思】 1．设计好实验是前提物理学是以实验为基础的学科，很多概念和规律的建立都需要有一个实验操作的过程,所以做好实验是学好物理知识的前提。本节课中设计有随堂小实验，学生实验，课中教师演示实验,从各个层面帮助学生理解超失重知识。 2．关注实验的操作和分析是重点物理实验过程不能是简单放任过程，而应该关注学生在操作过程中的各项细节,以及对实验现象和数据的分析与处理,都应给予及时的指导：在实验过程中教师可以关注:学生为