高中物理课程必修1第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)

高中物理课程必修1第四章第七节用牛顿运动定律解决问题（二）《失重和超重》教学设计邓蔚春新店子中学物理组高中物理课程必修1第四章第七节《用牛顿运动定律解决问题（二）失重和超重》教学设计新店子中学物理组邓蔚春一、 设计思想《高中物理新课标》的要求“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探索、勇于实验、勤于思考。”本设计就是坚持以“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，使学生通过探究，体验知识形成和获取的过程、完成对知识的构建，形成技能，同时培养学生创新精神与实践能力。物理源于生活，又回归于生活。在教学活动中，让学生把生活中的原始经验、素材经分析、加工，变为高层次思维活动，获取新的知识和技能，获得情感体验，提升科学素养和品质。通过教学的生活化，用反思、修正、逐层递进的方式，有效地推动学生学习活动，以实现《新课标》中“知识来源于生活，服务于生活”的要求。教学过程中穿插着师生评价（提问）、生生评价（组间交流）以及学生自我评价（谈谈我收获了什么？）等现场的动态反馈，针对反馈情况，及时做出适时性评价和教学调整。整个教学过程很好地体现了新课程评价理念——注重过程性与即时性评价。二、教材分析1.本节是学生学完牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，是一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一：超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力.其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，意在激发学生情感价值。2．课标要求是：“通过实验认识超重和失重现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。理解超重和失重产生的条件与实质。三、学情分析学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识。通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解，但对定律的运用还不是很熟练，可能将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。四、教学目标根据课标要求和具体的教学内容，特设定以下教学目标。l、知识与技能：(1)认识超重和失重现象；(2)知道产生超重、失重现象的条件；(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。2、过程与方法：(1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。(2)经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。3、情感、态度与价值观：（1）通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。（2）了解一些我国航天技术的成就激发学生对科学的兴趣和热情。（3）培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。五、教学重点及难点重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。难点：(1)产生超重和失重现象的实质；(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。六、教学策略与手段“情景——问题——探究——结论”的学生自主探究教学模式。七、课前准备多媒体的设计与准备分组实验：弹簧秤悬挂钩码实验（四人一组）演示实验：可乐瓶、水，教鞭、重物，航天员王亚平在太空中授课视频剪辑录象。八、教学过程（一）观看视频，激起兴趣，引入主题——失重与超重。播放王亚平在太空授课单摆视频展示教学目标，知识目标，过程与方法。情感与价值观重点难点（二）感受什么是超重（失重）现象——体验探究实验一、学生分小组实验实验装置是：弹簧秤下挂一个大钩码。 观察弹簧秤的读数或弹簧秤指针的位置变化,比较重力和拉力的大小。（1）当静止时，测出钩码重力大小。（2）向上做加速直线运动，刚开始瞬间。（3）向下做加速直线运动，刚开始瞬间。学生：得出的结论如下静止或匀速时——视重等于物体的实重，加速上升时——视重大于物体的实重减速上升时——视重小于物体的实重，师生小结：超重：物体对物体的拉力大于物体重力的现象。失重：物体对物体的拉力小于物体重力的现象。实验二、实验2：观察学生站在体重计上（1）人静止时（2）快速下蹲时（3）快速站起时三个过程中体重计的示数变化情况由于示数变化快不容易观看，教学时我们采用录象回放，再观看总结归纳，提出概念——失重，超重超重：物体对支持物的压力大于物体重力的现象。失重：物体对支持物的压力小于物体重力的现象。通过上面两个实验认识失重和超重是视重发生了变化，而物体的实际重力并没有改变。（三）感知什么运动情况下出现超重或失重——规律探究实验三、把钩码挂在弹簧秤下，观察钩码上下运动弹簧读数情况：1.向上运动2.向上运动3.向下运动4.向下运动观察弹簧秤的示数如何变化？分析运动学特征1.向上运动——拉力示数大于重力——超重2.向上运动——拉力示数小于重力——失重3.向下运动——拉力示数大于重力——超重4.向下运动——拉力示数小于重力——失重引发思考：向上运动即会有超重又有失重？向上运动即会有超重又有失重？超重（失重）与速度有关么?由上面的小实验分析看来发生超重（失重）与速度无关。体验与思考——感知什么运动情况下出现超重或失重实验四、观看两个小视频——电梯升降中台秤视数变化感知失重与超重学生总结失重发生的条件——有向上的加速度超重发生的条件——有向下的加速度，而与速度无关追踪练习1下面关于失重和超重的说法正确的是()

A)物体处于失重状态时，所受重力减小，处于超重状态时所受重力增大

B)在电梯上出现失重状态时，电梯必定处于下降过程

C)在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程

D)只要物体运动的加速度方向向上，必定处于失重状态追根寻源应用牛顿第二定律、牛顿第三定律解释（四）感悟为什么会出现超重和失重现象?——理论探究学生从受力角度分析失重和超重的力学本质图1图1vNG图2vaNG图3vaNG图4vTG图5vaTG图6vaTG1．力学特征：超重：物体对支持物的压力或对悬绳的拉力大于物体重力。失重：物体对支持物的压力或对悬绳的拉力小于物体重力。2．运动学特征：超重：物体具有方向向上的加速度。失重：物体具有方向向下的加速度。总结：发生失重或超重的条件：物体具有向下或向上的加速度（五）思维拓展，知识深化——感悟认识完全失重实验五，将水装入矿泉瓶中，在顶部及底面各打一小孔，侧壁打几个孔，水从孔中喷出。现让瓶竖直上抛，在上抛及自由下落过程中，观察水的喷出情况。学生小组分析讨论观察的的现象，现象的成因总结：完全失重状态：测力计的示数等于零（即物体对支持物或悬挂物完全没有作用力），物体“好像没有重力”的状态。同学们交流讨论（1）：完全失重时为什么作用力为0（2）：完全失重的力学特征（3）：还有哪些情况会产生完全失重现象教师引导：拓展空间，展望太空，在太空中测力计，天平如何使用？为了探索浩瀚的宇宙空间，近年来我国先后发射了神舟系列飞船，载人航天飞行中，航天员的工作和生活与超重失重现象息息相关。观看王亚平太空授课水流视频观看日常生活中的失重与超重现象图片展示（六）失重和超重现象与生活——勇于创新和探索精神拓展性课题一：载人航天飞船在发射升空和降落时,超重和失重对人体的心血管系统会受到何种影响?你认为他应采取什么姿态?观看视频聂海胜讲解（七）本节课小结——同学们收获了什么？（八）作业1.有一质量为60kg1.升降机以v=5m/s2.升降机以a=5m/s23.升降机以a=5m/s24.升降机以a=5m/s25.升降机以a=5m/s26.升降机以a=g的加速度加速下降时；2.写一篇关于失重与超重的小论文（九）板书设计一、现象：失重——拉力或压力小于重力超重——拉力或压力大于重力二、条件：当物体有向下的加速度时产生失重现象当物体有向上的加速度时产生超重现象当物体有向下的加速度且a=g时产生完全失重现象三、实质：物体的重力没有发生变化，只是拉力或压力的大小发生变化（十）教学反思．本节课采取“情景——问题——探究——结论”的教学方法，学生在趣味实验视频的激发中，问题的引领下，“我要学、我想学”的情绪洋溢在整个课堂。通过自主体验、小组互动、组间互评改变学生以往的学习方式，体现新课程提倡自主学习的新理念。2．在学习超重与失重时物体运动方向、加速度方向关系难点，采用“图式配文字”的形式。实践表明，符合学生的认知习惯。3．学生自主探究时，有的学生不知道从哪里下手，需要教师给以必