4.6 超重和失重 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

超重与失重教学设计 辽宁省锦州市第二高级中学 刘 丽 一、教材分析  本节课根据人教版高一物理必修1教材第四章《牛顿运动定律》第6节。主要讲述超重和失重现象及其产生原因，并且将其应用在具体问题中。 本节主要从运动学和动力学两个角度对超重和失重理解加以理解。运动学角度：当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态；当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态。动力学角度：当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态。前者为表象，后者为本质，两者为递进关系。 超重和失重是生活中的常见现象，因此讲解本部分内容时应尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，过程应多安排些学生的动手实验机会，让学生有切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学生对超失重的理解。 由于现行教材没有将超重和失重作为单独一节内容呈现出来，只是作为牛顿运动定律应用的一个方面，通过例题提及，只有对超重、失重简单的描述，为学生进一步理解超重、失重提供了一个自主探究的空间，但囿于实验器材的局限，影响了学生的课外自主探究。因此本节课根据教材的编写意图，创造条件请学生经历科学探究的过程，在达到理解超重(失重)现象的产生条件和产生的原因的同时，增强应用牛顿运动定律解决实际问题的能力。 本节课将采用实验探究和理论论证相结合的方法，并通过“学案”引导学生经历探究超重和失重现象的过程，最后通过应用对牛顿运动定律的习题进行巩固和深化。 二、学情分析 1．学生状况：学生为高一年级一个普通班，学生的学习基础处于年级中等水平，但班级中有一部分学生思维较活跃；   2．知识基础：前面学生已经学习并较好掌握了运动学和牛顿运动定律知识，这为超重和失重学习打下一个比较好的基础，会利用牛顿定律解决一些简单问题； 3．技能基础：本节课需要学生通弹簧秤和钩码在竖直方向进行加速和减速来探究何时物体处于超重和减速，实验较容易，学生易于操作。但需要各小组同学协助配合，仔细观察，细致分析。 三、教学目标 1、知道超重和失重现象和产生的原因。 2、理解产生超重和失重的条件，能够根据加速度的方向，判别物体的超重或失重。 3、知道完全失重状态的特征和条件。 4、学会应用牛顿运动定律来处理解释超重和失重问题。  5、通过探究学习活动，激发合作意识，懂得严谨科学态度的重要性，增强理论联系实际的自觉性。 6、通过对我国航天事业的了解引起学生对我国航天事业迅速发展的成就感和使命感。 四、设计思路： 本节课是人教版高一物理必修1教材第四章《牛顿运动定律》第6节，按照课程标准和教材的编写意图，以“情景问题→实验探究→理论分析→应用巩固”的思路设计本课。由实验视频引入，提出问题，然后通过学生分组实验探究超重和失重现象产生的条件，在探究过程中同时也提高学生运用牛顿运动定律的分析和解决简单实际问题的能力。 本节课需突出的教学重点是超重与失重现象产生的条件和原因，方法是：以超重与失重现象为主线，为学生提供亲身体验，使他们带着疑问进行探究活动。通过体验性实验和录像呈现的情景提出问题；通过对实验的分析，学生分组讨论探究产生超重和失重现象条件；通过牛顿第二定律推导，明确为什么会产生超重与失重现象，从而加深理解超重失重的概念。 本设计坚持以“学生发展为本”，把探究作为本节课的重点，重视学生知识形成的过程，使学生在有控开放的时空中，通过学习探究，体验知识形成和获取的过程、完成对知识的建构，体现理论联系实际，使同学的学习有兴趣、有成就感。 五、教学流程 情景I：录像片段：在电梯中秤示数的变化 通过视频呈现情景，知道超重与失重现象，回顾原有的牛顿运动定律知识明确称量过程中视重的概念。 情景II：体验性实验，用弹簧秤提拉钩码 活动I：学生做分组实验，填写学案 通过分组实验获取超重与失重过程中，弹力的变化，完成课堂学案的表格，通过对弹簧秤状态的分析总结出超重（失重）对应的运动过程。 活动II：学生填写学案 从理论上进一步探究为什么会出现超重与失重现象。通过理论推导，增强学生理论联系实际的自觉性，感知牛顿运动定律分析问题的方法，为归纳出的结论找到理论依据。 活动III：解释现象，归纳本质 解释实际的超重与失重的现象，通过学生合作学习归纳超重与失重的本质。 六、教学主要环节  本设计内容可分为四个主要的教学环节。 第一环节 情景问题：通过创设情景和学生的体验性活动，感受超重、失重现象，知道超重与失重实际只是“视重”在变化。 第二环节 实验探究：通过学生分组实验，探究产生超重或失重的条件。 第三环节 理论分析：通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质原因。 第四环节 应用巩固：通过应用牛顿运动定律对超重、失重问题的处理，巩固所学内容。 七、巩固应用，学以致用 典例分析：升降机地板上放一个弹簧式台秤，称盘上放一个质量为20kg的物体，当升降机： a．以4m/s的速度匀速上升时，物体对台秤的压力多大？?(g=10m／s2) b．以1m/s2的加速度加速上升时，物体对台秤的压力多大？c.以2m/s2的加速度减速上升时，物体对台秤的压力多大？ 能力提升1 某人在地面上最多举起50kg的物体，若他在以5m/s2的加速度加速下降的升降机中最多能举起物体的质量是多少?(g=10m／s2)　　 能力提升2体重500N的人站在电梯内，电梯下降时v-t图像如图所示。在下列几段时间内，人对电梯地板的最大压力、最小压力分别为多大?(g=10m／s2) 能力提升3如图所示A、B两物体叠放在一起。不计空气阻力，向各个方向抛出时两物体未分离且接触面保持水平,A所受的重力大小为G。试分析它们在空中的运动过程中，A对B的压力分别为多大？ 1、自由落体运动 2、竖直向上抛出 3、水平抛出 4、斜向上抛出 八、作业布置 1、将底部开有小孔的塑料瓶灌满水，打开瓶盖自由下落过程中，水从底部小孔中流出吗？并加以解释（演示给学生看） 2、设计一个与超重（失重）现象有关的小实验。 学科网（北京）股份有限公司 $