高中物理人教版第四章牛顿运动定律7用牛顿运动定律解决问题(二) 一等奖

《用牛顿运动定律解决问题（二）《超重和失重》教学设计一、教学设计思路物理源于生活高于生活，又归宿于生活。在教学活动中，让学生把生活中低层次的原始经验、素材经分析、加工，变为高层次组织活动，去获取新的知识和技能，获得情感体验，提升素养和品质。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的层层深入，以实现《新课标》中“知识来源于生活，服务于生活”的要求。本节课坚持以“学生发展为本”，把“探究”作为重点，重视学生知识形成的过程。通过《天宫课堂》视频片段快速激发学生学习兴趣，随后的小实验能够有效地调动学生的探究欲望，并通过实验现象结合所学牛顿运动规律总结超重和失重产生条件。本课中所设计的学生小实验，主要是针对学生学习上的疑难点，设计让学生自己动手动脑，通过自己的努力解决疑难问题。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，培养学生创新精神与实践能力。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（谈谈我学到了什么？）等现场的动态反馈，针对反馈情况，及时做出适切性评价和教学调整。整个教学过程均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、学习任务分析《超重和失重》是选自人民教育出版社《物理》必修一第四章第七节的内容。《普通高中物理课程标准》要求：“通过实验认识超重与失重现象”，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。本节内容是牛顿运动定律的应用。牛顿运动定律是高中物理的基础，通过本节的学习，能巩固和深化牛顿运动定律的理解，提高学生分析问题、解决问题、应用知识的能力。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。三、学生情况分析学生已经学完牛顿运动定律的理论知识，但缺乏实际的应用，对概念的理解上还很抽象，通过本节课的学习，帮助学生建立一个个生动活泼的场景，利于学生的理解消化，同时也立足于学以致用。列举大量的实际例子，供学生分析解决，提高学生的能力。学生在日常生活中已经体验到了许多超重和失重现象，特别是自从人造地球卫星和载人飞船发射成功以来，人们就经常谈到超重和失重，因此，学生对超重和失重有一定感性和模糊的体会，但理解超、失重概念，对学生而言有一定的困难。主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为超重（或失重）就是物体重量的增加（或减少）；其次学生往往认为向上运动时就超重，向下运动时就失重，没有真正理解超重与失重的原因。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，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。四、教学目标l、知识与技能：(1)知道超重和失重现象，知道什么是完全失重现象。(2)理解产生超重、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)经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会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)通过探究性学习活动，体会到牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，产生探究的成就感。(3)体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。(4)渗透“学以致用”思想，结合我国神舟号飞船升空，增强爱国热情，增强民族自豪感，增强强国强军意识。五、教学重点什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。六、教学难点(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。七、教学方法实验探究法，分组讨论法八、教学资源“太空中失重现象”视频，“太空中弹簧测力计的‘尴尬’”视频，“电梯中超重和失重现象”视频，演示弹簧测力计，学生弹簧测力计，钩码，体重计等。九、教学流程图提出问题，引起学生兴趣提出问题，引起学生兴趣展示实验提出概念分析实验得出结论知识应用课外延伸十、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图教学资源安排创设情境激情引入2013年6月20日宇航员王亚平在距离地面300km的天宫一号内为我们授课，展示了在太空中奇异的失重现象。在生活中也有许多超重和失重现象引出本节课学习目标：1、知道超重和失重现象2、理解产生超重、失重现象的条件3、能够运用牛顿定律分析超重和失重现象观看视频，听教师讲解观看太空中的“悬空打坐”和“大力神功”，体会失重环境的奇特观看天宫课堂片段知识讲解知识讲解问：如何测量一个物体受到的重力呢？实验演示：弹簧测力计测量钩码的重力，强调静止状态（平衡状态）问题：弹簧测力计的示数是什么？问题：钩码对弹簧的拉力与钩码所受的重力有什么关系呢？结论：对钩码进行受力分析，重力、弹簧对钩码的拉力，由于钩码处于静止状态，弹簧对钩码的拉力与钩码的重力等大反向。根据牛顿第三定律，弹簧对钩码的拉力与钩码对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，所以钩码对弹簧的拉力与钩码所受的重力等大同向。问：如何测量人所受的重力呢？实验演示：体重秤测量一位同学的体重。问：体重秤的示数与人所受的重力有什么关系呢？结论：当人静止站在体重秤上时体重秤的示数乘以当地重力加速度就等于人对体重计的压力等于人所受的重力。问题：怎样可以改变体重秤的示数（人对体重秤的压力）呢？当同学下蹲或跳起时，体重秤的示数改变了，说明人对秤的压力改变了，但是人自身所受的重力改变了吗？提出概念：超重现象：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。失重现象：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。答：弹簧测力计答：钩码对弹簧的拉力分别对弹簧测力计和钩码受力分析FF＇G答：体重秤分别对体重秤和人进行受力分析FF＇G发散思维回答：下蹲或跳起学生实际演示压力改变，重力不改变积极思考两个概念的特点结合共点力平衡及牛顿第三定律分析受力关系结合共点力平衡及牛顿第三定律分析受力关系通过猜想，体会生活经验与理论分析的异同，为进一步理解超失重条件做准备演示实验学生演示实验摄像头播放PPT展示实验探究请两位同学为一小组利用弹簧秤和钩码做实验，观察现象并完成下列表格内容。学生分组实验让学生亲自动手，体验探究的过程。分组实验运动情况速度方向加速度方向根据牛顿第二定律写出拉力F与重力mg与加速度a的关系超重或失重现象向上加速向上减速向下加速向下减速探究实验总结规律教师巡视，观察学生实验完成情况并进行适当指导提出思考问题：1、超重和失重现象与速度方向的关系？2、超重和失重现象与加速度方向的关系？对实验结果进行评价总结结论：超重和失重现象与速度方向无关、与加速度方向有关。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。完成实验并结合牛顿运动定律填表组内讨论，完成思考问题学生展示实验成果通过对实验数据的分类汇总，发现事物间的联系，培养学生归纳总结的能力小组讨论体现合作学习学生展示培养学生表现欲望学生展示学以致用检：质量为50Kg的物体放在竖直观光电梯内的体重计上，当电梯做下列各种运动时，物体处于平衡、超重还是失重状态？体重计的示数各是多少N？（g=10m/s2）(1)当电梯匀速上升时？(2)当电梯以2m/s2(3)当电梯以2m/s2(4)当电梯以g的加速度匀加速下降？知识拓展：当物体正好以竖直向下大小等于g的加速度运动时，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，这种状态是完全失重状态。学生独立完成检测题学生展示计算结果思考并理解从练习中得到锻炼，使学生对知识形成更深刻的理解，养成学生对知识学以致用的习惯。学生展示联系生活联系生活日常生活中，乘坐电梯上下楼时经历怎样的超失重过程呢？大胆猜想：电梯从一层到六层经历怎样的过程呢？视频展示电梯从一层到六层过程检验猜想是否正确。大胆猜想：电梯从六层到一层经历怎样的过程呢？视频展示电梯从六层到一层过程检验猜想是否正确。提出问题：为什么挤满人的电梯在六层时没有超重提示，而向下运动到一层要停止时会出现超重报警呢？天宫一号在距离地面300km正常运行时能否用弹簧测力计测量物体的所受的重力呢？视频展示总结：太空中处于完全失重状态先向上加速超重，接着匀速平衡，最后向上减速失重观看视频先向下加速失重，接着匀速平衡，最后向下减速超重观看视频电梯向下运动要停止时会出现超重现象，所以报警。结合所学知识分析观看视频联系生活，学以致用通过超重失重实例的分析，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。视频展示视频展示视频展示归纳小结教师给予正确评价总结顺口溜：超重失重随处见，其实并非重力变；压力拉力增与减，牛顿定律来实现；速度向哪无所谓，加速度方向是关键。学生总结本节课所学内容齐读顺口溜，并记忆培养学生梳理知识的能力PPT展示作业布置课本P90问题与练习学生课下独立完成培养运用知识的能力板书设计超重和失重现象条件超重向上失重向下完全失重向上注意：①重力不变②与方向无关十一、教学反思《超重和失重》是选自人民教育出版社《物理》必修一第四章第七节的内容，牛顿运动定律的重要应用之一。学生在日常生活中已经体验到许多超重和失重现象，特别是自从人造地球卫星和载人飞船发射成功以来，因此学生对这部分知识的学习有着浓厚的兴趣。但是学生对超重和失重只是有一些感性的和模糊的体会，并不能够真正理解其实质，而且在现实与理论相结合时存在许多疑问和误区。本节课突出学生主体特征，在学生原有知识结构的基础上，通过情景、问题、实验、体验、合作、自主、交流等教学元素，注重探究式学习过程，让学生自己动手实验更加真实、可靠，通过自己的努力解决疑难问题，紧扣课程标准要求，达成预定的三维教学目标。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（谈谈我学到了什么？）等现场的动态反馈，针对反馈情况，及时做出适切性评价和教学调整。整个教学过程均很好地体现了新课程评价理念——注重过程性与即时性评价。最后小结的顺口溜，使学生精神一振，一节课的辛苦也随之化解。充分发挥多媒体辅助教学的优势，全面优化课堂教学。摄像头的使用可以提高学生的参与度，让所有同学真实准确的看到实验现象加深记忆，视频的播放更能弥补实验条件的局限性，且确保实验的成功，节约时间。通过这节课的教学也发现了一些不足之处，比如学生在体重秤上下蹲或站起时由于动作不连贯，导致实验数据变化太快，学生看不清楚，以后可以通过录像、慢放的方式给学生展示，效果更佳；在探究实验时对学生评估太高，知识的铺垫不够，导致个别学生