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】 （1） 创设情境，提出问题 情景一：中国空间站（天和核心舱），通过让学生们观看空间站生活视频，让学生们思考两个问题：为什么在太空站中宇航员可以自由漂浮；为什么火箭起飞时要穿厚重的宇航服？ 情景二：弹簧称称重物，，手加速向上提，弹簧秤示数变大，互动小实验（纸带拉钩码），让学生初步认识超重与失重现象。以生活中常见的电梯为基础，深入研究其超重失重现象，总结出超重失重的特点 思考一：静止的地面上有没有超重失重现象？讲解蹲下起立超重失重现象思考二：若电梯下降加速度为g，人对电梯的压力多大？讲解完全失重现象水瓶下落实验演示以及原理讲解首尾呼应，讲解课前所提的问题通过中国空间站（天和核心舱）引入，让学生观看空间站力宇航员生活视频，思考问题。 为什么呢？ 任务一：超重与失重分析纸带受力，纸带断裂说明物体对纸带的拉力增大了，引入超重失重的概念。 超重：物理对支持物的压力（或者对悬挂物的拉力）大于物体重力的现象。 失重：物理对支持物的压力（或者对悬挂物的拉力）小于物体重力的现象。 任务二、探究电梯的超重失重现象 提前录制电梯受力视频，让学生先观看，引导学生对电梯上行过程进行分析：师：同学们，电梯上行过程可以分为几个阶段呀？ 生：三个，加速上升、匀速上升、减速上升。 师：定格视频几个片段，电梯加速上升时台秤示数增大，说明物体对支持物压力增加，处于超重状态； 电梯匀速上升时示数不变，处于平衡态；电梯减速上升时示数减小，说明物体对支持物压力减小，处于失重状态。 师：由牛顿第三定律可知，物体受到支持力与物体对支持物的压力相等，对物体受力分析，问：如何分析出物体的运动学特征？ 生：牛顿第二定律 师：列出牛顿第二定律方程，引导学生分析总结电梯上升过程中力学运动学特点： 师：问：同学们思考一下超重失重与运动方向有关吗？与什么有关？ 生：加速度方向师生总结：加速度向上为超重，加速度向下为失重。 师：电梯下降过程中超重失重是不是只要分析出加速度方向就可以判断超重失重了呢？ 生：是的，电梯下降同样分为三个过程：加速下降、匀速下降、减速下降。加速度向下、为0、向上。 师生总结：向上加速和向下减速加速度方向一致，向上减速和向下加速加速度方向一致。说明电梯下行过程先失重再平衡再超重。台秤示数先减小、不变然后变大。 师：我们一起看视频来验证以下我们的分析对电梯超重失重分析 总结：总结超重失重运动学特征： 加速度向上为超重，加速度向下为失重。 思考1：我们已经分析清楚电梯上的超重失重现象，那我们在静止地面上会不会有超重失重现象呢？——蹲下起立师生互动实验：加速度传感器 通过加速度图像分析蹲下起立的超重失重现象。 思考2：当电梯下落加速度为g时，人对电梯的压力为多大呢？——0N讲解完全失重现象。实验：水瓶下落，解释原理回顾课前问题：太空站里的人完全失重，火箭加速为超重，宇航服抗压。 板书设计 课后练习1.（多选）下列关于超重失重的说法正确的是（） A.超重现象就是一种物体重力增加的现象 B.跳水运动员在空中做动作时属于失重状态 C.超重失重与加速度方向有关，物体加速度向上为超重状态，加速度向下为失重状态 D.当物体处于完全失重状态时，不受重力的作用 学科网（北京）股份有限公司 $$