4.6 超重和失重 教学设计-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

超重与失重教案 教学内容分析 1.课标解读 课标要求通过实验，掌握超重和失重的概念，认识超重和失重现象。因此这节课将对人在体重计上下蹲过程的情形做视频演示、受力分析、以及让学生亲自在体重计上下蹲等环节。以理论与实验相结合的方式，让学生了解什么是超重和失重、超重和失重的现象。 2.教材及内容分析 超重与始终是人教版高中物理必修1第四章第六节的内容。在教材中首先是以体重计为引子，在对此过程进行受力分析以及运用牛顿运动定律解决人下蹲过程中受力状况的基础上提出了超重与失重的概念，因此本节课的学习不但能使学生掌握超重和失重的概念、了解生活中的超重与失重现象而且能够训练学生分析物理问题以及运用牛顿运动定律解决物理问题能力。 学情分析 1. 前概念 很多学生认为体重计的示数表征的就是人的重量。 2. 已有知识基础 学生在学习本节课之前，已经学习了重力、牛顿定律、共点力平衡等。动力学的基本内容。 学习了牛顿运动定律。 3.已有能力基础 能够应用牛顿运动定律、受力分析解决一些运动情况比较简单的问题。 具体从生活经验、学习经验分析如下 生活经验 许多体验过坐电梯时超重和失重的感觉。在生活中听说过超重和失重的概念。 学习经验 概念规律 学习了重力、牛顿定律、共点力平衡，以及加速度等，动力学和运动学的基本内容。 思想方法 能够应用牛顿运动定律、受力分析解决一些运动情况比较简单的问题 实验能力 通过实验现象推断原理。 教学目标 （1） 知识与技能 掌握超重与失重的概念，会用超重与失重解释生活中的一些现象。 （2） 科学思维与探究 学会用受力分析以及牛顿运动定律来解决物理问题的思维方式。学会用建立模型的方法探究一些物体的运动状况。学会用理论猜想与实验验证相结合方法探究一些物理问题。 （3） 社会责任与态度 学会用物理知识来解释身边物理现象的科学态度。 教学重难点 （1） 重点 超重与失重的概念 （2） 难点 通过受力分析即牛顿运动定律判断超失重 教学策略 （1） 教法的选择 本节课主要使用讲授法来给学生讲解超重和失重的概念、用视频的方式给学生演示人在体重计上下蹲过程中体重计的示数变化以及人在电梯中体重计的示数变化。在受力分析以及在学生回答问题时主要使用问题讨论法，增加学生的课堂参与感，培养学生思考问题的能力。 （2） 学法的选择 本节课学生学习的方法有讨论法来研究电梯在运动过程中的超重和失重情况、以及通过练习法来巩固课堂所学知识。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课引入 播放人在体重计上的下蹲过程的视频。教师提问学生：站在体重上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？学生答完后，教师回答那么这个现象我们可以用超重与失重来解释。 思考教师的问题，回想体重计的生活场景。 体重计在生活中使用广泛，几乎每位学生都用过，对此比较熟悉。 人在体重计上下蹲时会发生超重和失重，具有典型性。 新课讲解 1.给学生介绍体重计的示数称为视重。提问学生，该示数直接反映了哪个量的大小。若学生回答不了则进行提示和引导。该示数表征着人对体重计的压力。对人站在体重计上的情景做受力分析。并询问学生体重计所受的压力多少。学生可能回答等于对人的支持力，追问在人静止时也等于多少，学生可能回答，若回答不了教师从受力平衡进行引导。 3.在人静止时体重计所受压力等于重力，也就是体重计的示数等于人的重量。提问学生为什么人在下蹲过程中体重计的示数就发生变化呢？学生可能会回答人在下蹲过程中不处于平衡状态。让学生分组讨论人在下蹲过程中要经历哪种运动。学生回答加速、减速和静止三个阶段的运动。之后对这三个阶段进行受力分析 如图所示。 4.根据两个受力分析图开始介绍超重和失重的概念。人加速向下运动的过程中根据牛顿第二定律，有 可以推出， 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。 同理，人减速向下运动的过程中（图 4.6-3），加速度方向与运动方向相反，有可以推出， 此时，体重计的示数大于人受到的重力。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，叫作超重现象。 当人相对于体重计静止不动时，有。 5.让学生在体重计上亲自进行下蹲运动，同时让学生观察体重计的示数。体验超重和失重的感觉。 6.提问学生平时坐电梯时在电梯上升过程有什么感觉。学生回答一开始有被地顶上来的感觉，后面又掉下来的感觉。让学生小组讨论，利用超重失重来解释为什么有这种感觉。讨论完后小组选代表发言并说明原因。之后教师对学生的答案进行评价和完善。 电梯先是加速上升，然后减速上升，最后匀速上升。因此先是超重然后失重最后重力等于压力。如图所示。 播放两个电梯中人的超重失重实验演示视频（一个是体重计，另一个是力传感器实）验证学生的观点。 7.结合电梯和体重计的例子，用表格总结超重与失重只与物体所受重力和支持物的压力（或对悬挂物的拉力）的相对大小有关，与物体的运动速度以及加速度无关。 8.分析水杯自由下落，以及火箭发射过程中的超失重现象。认识实际中的超失重现象的同时，介绍完全失重的概念。 人在体重计上下蹲过程 电梯上升过程 速度 向下 向下 向上 向上 加速度方向 向下（加速） 向上（减速） 向上（加速） 向下（减速） 重力与支持力相对大小 重力>支持力 重力<支持力 重力<支持力 重力>支持力 超失重状况 失重 超重 超重 失重 学生活动思考教师的问题，并回答教师的问题。 在黑板上画受力示意图。 在讲解过程中没有一开始就将超重和失重的概念介绍给学生。而是对人站在体重计上下蹲的过程进行了很细致的分析，这样既能复习前面牛顿定律，以及受力平衡等知识内容。又使概念的介绍显得不是非常突兀。 另外在讲解过程中尽量多地向学生提问，提高学生的课堂参与感。并让学生对新课的内容有一个比较深刻的映像。 本课还就电梯的例子让学生进行了分组讨论，通过与其他学生的讨论可以既可以加深学生对超重失重概念的理解。也可以提高学生分析物理问题的能力。 此外通过对上升过程为例，理论分析和实验验证了超失重现象，让学生加深对超失重现象的认识的同时了解理论分析与实验验证相结合的解决问题的方法。 再次通过前两个例子，明确发生超失重现象的条件，让学生容易接受，不会觉得事出突然 播放实验视频，能使实验结果更加完美，实验现象更加清晰，只能加说服力。 课堂总结 通过做一道练习题来总结课堂 蹦极是一项极限体育项目。运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前做自由落体运动；当弹性绳被拉直后，在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增加再减小逐渐减为0。下降过程中，运动员在什么阶段分别处于超重、失重状态？ 思考并回答教师的问题。 巩固课堂所学的知识， 作业布置 例说生活中还有哪些超失重的例子 课后习题2、3 完成作业 板书设计 4.6超重与失重 视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。 失重：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。 判断超重与失重只能根据物体所受重力与支持物的压力（或对悬挂物的拉力）的相对大小确定。 学科网（北京）股份有限公司 $$