超重与失重教案.doc

“超重与失重”教案厦门二中 朱海燕教材司南版普通高中课程标准实验教科书物理必修1第六章第四节教学目标1知识与技能认识超重、失重现象知道超重、失重产生的条件会用牛顿运动定律分析超重、失重的实质会用牛顿运动定律计算超重、失重问题2过程与方法经历科学探究过程，尝试应用科学探究方法研究超重失重问题，经历信息收集和处理，分析、解决问题的过程3情感态度与价值观体验探究自然规律的艰辛与喜悦养成实事求是的科学态度和科学精神具有将物理知识应用于生活和生产实践的意识教学重点1超重、失重产生的条件； 2超重、失重的实质教学难点1超重、失重产生的条件教学方法情景设问法、实验探究法、讲授法、教学用具多媒体设备、体重计、弹簧秤、塑料瓶、铁桶课时安排：1课时课前准备：1学生复习初中弹簧秤称重原理2学生课前查询资料预习力的多种单位及换算（特别提示注意千克力）。3 组织多名学生协助拍摄以下几组录象：手压体重计，体重计有读数；手拉弹簧秤，弹簧秤有读数；在电梯中称体重，随着电梯上升与下落，体重计读数发生变化。教学过程：（引入新课体重计弹簧秤读数说明研究超重失重课堂小结课后活动布置）教学活动备注设计意图一、引入新课：1、播放视频1：神州五号飞船火箭发射介绍说明：此时宇航员要承受大约8倍重力的压力提出问题：为什么会这样？2、播放视频2：翻滚过山车车由静止急速降落时人们尖叫的场景介绍说明:此时车中的人正感受着强烈的飘起来的感觉提出问题：为什么会这样？3、生活中随处可见超重、失重现象。演示实验：侧壁被图钉打孔的开口塑料瓶，在瓶内灌水后，有水不断从小孔流出，当释放瓶子，瓶子下落，小孔中没有水流出。提出问题：为什么会有这样的现象？4、学生动手感受器材；每人两根橡皮筋、一个钩码动作1：用橡皮筋挂一个钩码，静止时橡皮筋伸长到一定长度；动作2：加速上提钩码，橡皮筋伸长，拉力增大；动作3：加速下落，橡皮筋收缩，拉力减小。提出疑问：橡皮筋为什么会伸长会缩短？二、新课教学1、体重计、弹簧秤读数说明实验研究准备师：在研究超重、失重之前我们先正确认识体重计、弹簧秤读数原理。同学们已在课前查询许多有关资料，那么请问，不论什么情况，体重计、弹簧秤的读数一定就是物体所受的重力吗？一个50千克重的人站在体重计上，体重计读数一定是50千克重吗？生：不一定。师：同理，重10N的猪肉挂在弹簧秤上，弹簧秤的读数一定是10N吗？生：不一定，如果弹簧秤在抖动，读数不稳定。播放视频：录象1：手压体重计，体重计有读数。师：此读数是手的重力大小吗？生：不是，是手对体重计的压力。录象2：手拉弹簧秤，弹簧秤有读数。师：此读数是手的重力大小吗？生：不是，是手对弹簧秤的拉力。师：是的，其实体重计、弹簧秤的读数指示的是受到的压力、拉力的大小，不一定是物体的重力大小。师：什么条件下物体对体重计的压力、对弹簧秤的拉力等于物体的重力？生：物体静止或匀速直线运动时，体重计对物体的支持力与物体受到的重力平衡，大小相等，又根据牛顿第三定律，物体对体重计的压力与体重计对物体的支持力是作用力与反作用力，大小相等，所以此时物体对体重计的压力等于物体的重力。同理，也是物体静止或匀速直线运动时，物体对弹簧秤的拉力等于物体的重力。体重计读数的单位说明 师：同学们可能已经注意到我们始终说体重计测量哪个力的大小，可是仪器的表盘上却标示着千克等质量单位，这不是互相矛盾吗？体重计实质是测量力的工具，由于它的功能需要，将读数单位体现为质量单位，其实体重计的质量读数与力有着一一对应关系，你们通过课前资料查询已了解到1千克可对应1千克力即1千克的物体受到的重力。同时为了能够更直观地观察下面的实验，我们可在实验录象前在体重计的刻度盘上贴上以牛顿（N）为单位的刻度标签，如1kg对应的重力为9.8N。2、研究超重、失重现象超重、失重现象的简易判断师：我们把体重计（弹簧秤）读数大于物体的重力的现象称为超重，把体重计（弹簧秤）读数小于物体的重力的现象称为失重。探究超重、失重产生的条件师：由体重计、弹簧秤读数原理我们知道当物体静止或匀速直线运动时读数等于物体重力的大小，那么，什么条件下读数会偏大偏小产生超重、失重现象呢？请你们认真观察视频实验，记录数据，分析数据，发现规律。播放视频：录象3：人站立于体重计上，电梯从1楼启动上升到10楼，再从10楼启动下降到1楼，体重计读数有变化。学生观看视频，记录数据在每人一份的表格中（表格附在教案后）抽取部分实验数据记录在投影仪上展出，师生共同讨论记录的正确性学生找出表格中所有超重过程，找出超重时加速度的特点，同时找出速度的特点。师生共同得出结论：超重时加速度向上，但速度可向上也可向下学生找出表格中所有失重过程，找出失重时加速度的特点，同时找出速度的特点。师生共同得出结论：失重时加速度向下，但速度可向上也可向下小结超重失重的条件，即运动学特征。认识超重、失重的实质师：为何加速度向上时，体重计的读数大于人的重量，产生超重现象？多媒体展示对超重现象的分析：NGaG 人站立于体重计上，受到重力和向上的支持力，当加速度向上时，根据牛顿第二定律，人的合力向上，故支持力要大于重力。根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，所以人对体重计的压力的大小等于体重计对人的支持力，大于人的重力。师：为何加速度向下时，体重计的读数小于人的重力，产生失重现象？多媒体展示对失重现象的分析：NGaG 当加速度向下时，根据牛顿第二定律，人的合力向下，故支持力要小于重力。根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，所以人对体重计的压力的大小等于体重计对人的支持力，小于人的重力3知识应用实例分析：（多媒体）一个质量是50kg的人随升降机一起以2m/s2的加速度匀加速上升，求人对升降机地板的压力大小.解题思路：运动分析，受力分析，列方程N-G=maN-5010=502 N=600(N)N=N=600(N)问题辨析：（多媒体）当极速升降机载着人匀减速上升时，人处于超重状态还是失重状态？物体处于超重状态时，其所受的重力增加了？物体处于失重状态时，其所受的重力减小了？不论物体处于超重或失重状态，其所受的重力均没有变化？三课堂小结：（多媒体）超重的条件：物体的加速度向上 失重的条件：物体的加速度向下超重的实质：物体受到向上的支持力（或拉力）大于重力失重的实质：物体受到向下的支持力（或拉力）小于重力四课后活动布置（多媒体）课后思考：当物体的加速度向下且a=g时，物体对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力为零，产生完全失重现象，请用牛顿第二定律分析这一现象。课本120页作业：4、5、6、7活动安排：建议乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等，了解和体验失重与超重。通过听讲座、看录像等活动，了解宇航员的生活，了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验，尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案。从尖端科技到大型娱乐设施再到身边的小实验，由远及近地让学生全面形成对超重、失重的感性认识地面上用铁桶接瓶子，以防塑料桶被砸坏，地板被洒满水。每人两根橡皮筋同时拉钩码，以防一根橡皮筋被拉断，不能反复实验。特别引导学生观察加速上提瞬间橡皮筋的变化和加速下落瞬间橡皮筋的变化。若有学生观察到上提时后来橡皮筋也缩短了等其它现象，并提出疑问，应向学生说明学完本节课便可自行分析。正确认识体重计、弹簧秤读数原理，为研究超重、失重现象作好知识准备课前已布置学生复习初中弹簧秤称重原理课前已布置学生查询资料预习力的多种单位及换算（特别是千克力）为数据记录表格中判断什么现象提供初步依据引导学生从速度、加速度、运动形式的角度思考超重、失重产生的条件在幻灯片放映中数据填写完将超重过程的表格背景设置为绿色将失重过程的表格背景设置为浅红色理论升华：应用牛顿第二定律分析超重、失重的实质学生尝试应用牛顿第二定律计算超重、失重问题问题辨析的形式让学生知道在超重、失重现象中重力没有改变由课后思考的形式让学生认识、分析完全失重现象激发学习兴趣，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；视频呈现实验录象增强了现象的直观性与真实性 ，同时通过实验探究让学生进一步体验科学探究过程，了解科学研究方法，培养科学探究能力考察学生运动分析、受力分析与运用牛顿第二定律计算超重失重问题的能力考察学生对实验探究结果的理解、掌握情况反馈教学效果附：实验数据记录、分析表电梯运动阶段运动形式速度V的方向