超重失重物理教学设计

超重失重物理教学设计超重失重物理教学设计1

教学目标：

学问与技能

1.知道什么是超重、失重。2.知道产生超重、失重的条件。3.会分析解决超重、失重的问题。过程与方法

1.观看超重和失重现象，明确生活中超重和失重是常见的现象。2.亲自体会超重和失重，并能用牛顿定律加以解释。情感、态度和价值观

1.通过对超重、失重的解释，明确超重和失重的本质。2.物理规律重在应用，切不行死记硬背。教学重点难点：

重点是对超重、失重的理解及其产生条件;难点是对超重和失重的应用。

教学方法：

试验探究与理论分析相结合教学过程：

神州五号上天似乎就是昨天的事，前不久神州六号也已经安全返回了地面。通过新闻报道，同学都已经知道了许多宇航员的感受和在太空当中的一些生活状态，下面我就看一段我们的航天英雄杨立伟与记者的一段对话。

创建物理情景】

(多媒体展现杨立伟在太空的照片及返回地面后与记者的一段对话。)

记者：当你乘坐飞船升空时，你有什么感觉?杨利伟：感到有载荷，就是感到胸部受到压力。记者：压力很大吗?感到很难过吗?

杨利伟：还可以，不觉得很难过。我们平常训练时，这种压力可达到8个G，说得通俗点，就是等于有8个人压在你身上。飞船加速上升时，压力没有这么大。

记者：你什么时候感受到失重?当时的感觉怎么样?

杨利伟：在船箭分别的时候，感到身体突然被抛了一下，就飘了起来，船里的小尘埃也飘起来了。

提问：上面对话中的“有载荷”、“有压力”、“失重”等是怎样的状况下产生的?你是否也有过“类似”的经受?

(此处同学的回答可能跳过第一个问题，直接回答其次个问题，没有关系，这些问题可以在后面再解释，这个地方主要是调动同学们的爱好。同学的回答也可能有许多，比较典型的有：坐电梯;坐海盗船;坐过山车;汽车在下坡的时候等等。)

同学们已经说了许多“类似”的状况，但这些状况我们在课堂上都无法重现，这样吧，我们来做个简洁点的。【试验体会】

用手掌托起一叠比较重的书，先让手缓缓上下移动，体会一下书对手掌的压力根静止时是否相同?然后，手由静止突然下降(或快速上升时突然停止)，再体会手掌受到的压力根静止时有什么不同?

(这个试验可以师生一起进行，老师可以引导同学的动作。)刚才我们做了一个小试验体会压力的变化，有的同学说体会不是很明显，下面我们就利用你面前的试验器材进行试验探究，用测力计上的示数说话。【试验探究】

试验器材：一个测力计几个钩码(以同桌为一个小组)

试验过程：在测力计下挂钩码，认真观看测力计静止时，突然上升的瞬间和突然下降的瞬间，测力计的示数变化。

观看结果：(1)静止时，示数不变

(2)突然上升的瞬间，示数突然增大

(3)突然下降的瞬间，示数突然减小

为什么会消失这种状况呢?下面就请同学们用我们以前学过的学问分析一下。然后请同学们起来说结果。【分析论证】首先我们要对钩码进行受力分析和运动分析(1)静止时，受力分析和运动分析如图

受力平衡：T=mg

(2)突然上升时，有加速度，由牛顿其次定律得，

T―mg=ma

T=mg+mamg

(3)突然下降时，由牛顿其次定律得，

mg―T=ma

T=mg―ma

【总结】

.超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)大于物体所受重力的现象，叫做超重现象。

.失重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)小于物体所受重力的现象，叫做失重现象。【思索与争论1】

1.是否只有上升时，才会超重?分析一下，当飞船返回地面，减速下降时，杨立伟会有什么感受?

由牛顿其次定律得，

N―mg=ma

N=mg+mamg

杨利伟会感觉有压力，属于超重现象。

2、假如飞船减速上升会有什么感觉?由牛顿其次定律得，

mg―N=ma

N=mg―ma

杨利伟会感觉轻飘飘的，属于失重现象。

比较我们分析的两次超重和失重的状况，看看有什么特点，总结超重、失重的条件。【总结】

3.超重：具有竖直向上的加速度失重：具有竖直向下的加速度

留意：超重现象和失重现象与物体的速度方向及速度大小无关。

【思索与争论2】

当物体向下的加速度达到g时，会消失什么状况?

同学分析：由牛顿其次定律得，

mg―N=ma

N=mg―ma=0

压力或者拉力为0，即假如用测力计测量物理的重量，测力计上的示数为0，这种现象叫做完全失重。【演示试验】

下方钻孔的饮料瓶装满水，自由下落时，水不会流出来请同学们解释为什么?太空就是一个完全失重的环境，请问同学们，在太空当中那些物理仪器是不能使用的?(天平、水银气压计、磅秤等)【思索与争论3】

1.在超重或者失重时，物体所受的重力是否发生变化了?(同学回答：没有)2.那么变化的是什么?

(同学回答：压力或者支持力)

【总结】

3.留意：物体处于超重状态或者失重状态时，物体所受的重力并不变，变化的只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力。

【练习】观看在体重计上做下蹲运动时，体重计指针的变化。请同学们解释缘由。

【课堂小结】(多媒体展现)

1.超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)大于物体所受重力的现象，叫做超重现象。

2.失重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)小于物体所受重力的现象，叫做失重现象。

3.超重、失重的条件：

超重：具有竖直向上的加速度失重：具有竖直向下的加速度

4.留意：

(1)超重现象和失重现象与物体的速度方向及速度大小无关。(2)物体处于超重状态或者失重状态时，物体所受的重力并不变，变化的只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力。【课后练习】

据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63kg(装备质量不计)，假设飞船以加速度8.6m/s2竖直上升，这时他对座椅的压力多大?

杨利伟所说的训练时承受的压力可达到8个G，这表示什么意思?

超重失重物理教学设计2

【学习目标】

1、知道物理学中超重和失重现象的含义，并能通过牛顿定律进行定量分析

2、由牛顿其次定律导出自由落体加速度，并推广至竖直上抛运动

【重点难点】

1、重点：超重与失重现象产生的条件和缘由

2、难点：探究超重与失重现象产生的条件和缘由

【学习过程】

一、例题导入：如图，一个人质量为m的人站在电梯内的体重计上，求以下几种状况中人对体重计的压力。

1、人和电梯一同静止或匀速运动时：

2、人随电梯以加速度a匀加速上升时：

3、人随电梯以加速度a匀减速下降时：

4、人随电梯以加速度a(a

5、人随电梯以加速度a(a

6、人随电梯以加速度g匀加速下降时：

思索：

(1)满意什么条件，体重计示数等于人的重力?

(2)满意什么条件，体重计示数大于人的重力?

(3)满意什么条件，体重计示数小于人的重力?

二、学问概念：

1、超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力?自身重力的现象;

条件：物体具有??的加速度时(包括向上加速或向下减速两种状况)。

2、失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象;

条件：物体具有的加速度时(包括向下加速或向上减速两种状况)。

3、完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于的现象;

条件：物体具有的加速度a=且向?运动时(包括向下加速或向上减速两种状况)

思索：

(1)超重是不是物体重力增加?失重是不是物体重力减小?

(2)在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用?(提示：在完全失重状态下，平常一切与重力有关的现象都完全消逝)

【课堂练习】

1、某人站在台称上，在他突然蹲下的过程中，台秤示数的变化状况是()

A、先变大，后变小，最终等于他的重力?B、先变小，后变大，最终等于他的重力

C、变大，最终等于它的重力??D、变小，最终等于它的重力

2、原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的，具有肯定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发觉A突然被弹簧拉向右方，由此可推断，此时升降机的运动可能是()

A、加速上升?B、减速上升?

C、加速下降?D、减速下降

【课堂作业】

1、问题与练习

42、《创新设计》相关例题和习题

超重失重物理教学设计3

教学课题：《超重与失重》

【教材分析】自从人造地球卫星和宇宙飞船放射胜利以来，人们常谈到超重和失重，在实际生活中也有很多超重和失重现象发生。因此本节课要关心同学正确理解超重和失重现象，并且运用超重和失重现象来解决一些实际问题。

在分析超重和失重问题时，加速度是关键。物体的速度不能反映物体的受力状况，只有加速度才能反映物体的受力状况.应敏捷运用牛顿其次定律和运动学的规律解题，必要时要用牛顿第三定律转换讨论对象。

“失重和宇宙开发”这个阅读材料可以开阔同学眼界和思路，应组织同学阅读，还可提倡同学查阅有关资料或观看科技影视片，并在此基础上，请同学们谈谈自己的“太空试验想象”以培育同学丰富的想象力和创新力量。【教学目标】学问与技能

1.理解超重和失重现象及两者的产生条件;理解超重和失重现象的本质;

2.培育同学擅长发觉问题并提出问题的力量;提高同学在处理实际问题时提炼出模型的力量;增加同学能在多种情景中找出问题的实质的力量;过程与方法

1、观看并感受超重和失重现象

2、经受探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用情感态度价值观:1情景和热忱引导、鼓舞同学敢于探究、敢于提问，勇于创新;借助课堂小试验、多媒体课件和丰富的网上资料，培育同学喜爱物理、喜爱科学的情感;2学会同学间沟通与合作、学会参加小组活动;【教学重点】完全失重现象。

【教学难点】精确     理解超重、失重和完全失重现象的本质。把握超重和失重现象并不是物体的重力发生变化，而是物体所受的支持力或拉力发生了变化。

【教学过程】新课导入:

视频:杨立伟体验失重现象

2022年10月15日9时，中国胜利放射第一艘载人飞船神舟五号!21个小时23分钟的太空行程，标志着中国已成为世界上继前苏联/俄罗斯和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。自从人造地球卫星和宇宙飞船放射胜利以来，人们常谈到超重和失重.那我们来看一下太空中失重究竟会消失什么样的现象呢?超重失重只会消失在航天业?生活中会不会消失超重与失重现象呢?它的实质是什么呢?这就是我们本节所要讨论的内容.一体验什么是超重失重:1[提问]弹簧称是怎样称出物体的所受重力的?

让同学通过分析，加深对平衡条件、作用力与反作用力的理解。

弹簧称：平衡时，物体所受的重力跟弹簧称给物体的拉力大小相等、方向相反。而弹簧称读出来的数值跟其受到拉力对应，依据作用力与反作力原理，弹簧称受到的拉力与弹簧称给物体的拉力相等，所以弹簧称能读出物体所受到重力对应的数值。[提问]称同一个物体时，弹簧称的读数会不会发生变化?

先让同学思索，然后做演示：在下面三状况下用弹簧称物体，同学观看读数有没有变化。

a加速向上;

b加速向下。

同学可以观看到弹簧称的读会比物体实际的重量或大或小，这样就可以引出课题，同时对超重与失重有初步的了解：超重:视重大于重力失重:视重小于重力

这两种状况下物体的重力变了吗?物体在同一地理位置,所受重力是相同的,与运动状态是无关的,那么是什么使:视重与重力之间产生差异了呢?我们来讨论一下运动学描述

规律1：当物体加速上升时，拉力大于重力，物体处于超重状态规律2：当物体减速上升时，拉力小于重力，物体处于失重状态规律3：当物体加速下降时，拉力小于重力，物体处于失重状态规律4：当物体减速下降时，拉力大于重力，物体处于超重状态

.力学本质：

超重：物体具有向上的加速度，合力向上，Fmg失重：物体具有向下的加速度，合力向下，Fmg

选定加速度方向为正方向表达式：F=mg±ma与V无关。在失重中有一种特别的现象，那就是完全失重演示试验：开孔的瓶子为什么不漏水?

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“似乎没有重力”的状态

思索(1)：完全失重时为什么作用力为零思索(2)：完全失重的力学特征是什么思索(3)：还有哪些状况会产生完全失重现象

完全失重的利于弊：(1)在人造卫星中全部靠重力效应工作的仪器都失效!

(2)利用完全失重条件的科学讨论

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【教材分析】

《超重与失重》是选择人教版高一物理第五章讨论力与运动的关系第五节的内容。教材第一二章是对运动学概念和规律的学习应用，三四章是对力学基本概念，常见力性质及共点力作用下物体的平衡的学习

本部分内容叙述超重和失重现象及其产生缘由，并且将其应用在详细问题中：如电梯中的超失重和体重秤上的超失重等。超重和失重的基本定义为：视重大于重力时为超重;视重小于重力时为失重;超失重时物体重力并不转变。对超重和失重理解可以从运动学和动力学两个角度理解。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，过程应多支配些同学的动手试验机会，让同学有切身的体会，同时也应支配些思索和探讨的话题，引发同学的思索和争论，加深同学对超失重的理解

【设计思想】

本节利用饮料瓶设计试验引入新课，贴近同学的生活，在此基础上设计易于操作的探究超重与失重的试验，让每个同学都参加到课堂中，提高同学乐观性，从而较简单得出超重与失重的定义;超重与失重的理论分析，给了同学思索的空间，整节课的设计符合“高中物理课程应促进同学自主学习，让同学乐观参加，乐于探究、勇于试验、勤于思索”的《新课标》的要求。采纳力的传感器代替弹簧秤可以让同学更清晰的看到拉力的变化，并且可以演示完全失重现象。本教学设计在条件达不到的学校，可以用弹簧秤代替传感器。

教学目标【教学目标】

(一)学问与技能

1、通过试验熟悉超重和失重现象，

2、理解产生超重失重现象和失重现象的缘由

3、知道完全失重现象

(二)过程与方法

1、观看并感受失重和超重现象

2、经受探究产生超重和失重现象的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。

(三)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试验，让同学学会观看生活，知道物理就在身边。

2、培育同学科学探究力量，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。

【重点难点】

重点：通过试验探究和小组争论，理解产生超重失重现象的条件和实质。

难点：超重、失重不是重力的增加或削减，而只是物体对支持物的压力或是对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力依旧存在且大小不变。

【教学器材】

力传感器、电脑、重锤、细绳、演示弹簧秤、饮料瓶【教学过程】

小试验：

一个盛满水的饮料瓶，在底部及瓶身四周钻几个洞，静止在手中时，水会流出;假如突然松手，让饮料瓶自由下落时，会观看到什么现象?现象：当饮料瓶自由下落时，水不会流出。

提问：刚才的试验中我们看到水会流出的缘由是什么?当饮料瓶自由下落时，水不会流出的缘由又是什么?请结合生活阅历谈谈你的看法。

由于重力而使水对器壁产生了压力，所以水会流出。试验中当饮料瓶自由下落时，重力仿佛消逝了，实际上是压力消逝了。谈体会:

1、播放游乐场中过山车的视频，请同学们谈谈在游乐场玩十环过山车、垂直过山车等时的感受?

同学：可怕、上坡时感觉比较稳、下坡时感觉重力仿佛消逝了等。

2、除了过山车，在生活中还有哪些时候会让我们有与过山车一样的感受?同学：乘汽车上陡坡或下陡坡、飞机起飞或降落、乘电梯、„„

2小结：刚才同学们所谈到的就是“超重与失重”现象，今日我们就一起探讨超重与失重的问题。演示试验：

在弹簧秤下悬挂钩码，当钩码静止时，读出弹簧秤的示数，问：钩码的重力是多少?你是怎么知道的?

(利用二力平衡分析弹簧秤测量物体重力的原理，对同学来说已不是难题)小结：当物体处于静止或匀速运动时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于物体的重力。试验探究：

探究一：请同学们用力传感器测出桌面上重锤的重力，并用力传感器牵引重锤做各种运动(上下或左右移动)，观看在将重锤提起的过程中，电脑屏幕上显示的力传感器的拉力与重锤的重力相比有什么变化?同学活动：进行试验，观看现象。争论沟通：小组内争论后回答：

1.你看到了什么现象?与钩码的重力进行比较。

同学：示数不稳定，有时候比重锤的重力大，有时候比重锤的重力小。

2.重锤的重力变了吗?

同学：地球作用在物体上的重力并没有变化。

探究二：请你重做刚才的试验，找出力传感器对重物的拉力什么时候大于重锤的重力?什么时候小于重锤的重力?

同学活动：重做刚才的试验，细心观看并做好记录。小组争论沟通后得出：

钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降、左右移动时拉力基本不变。突然上升时，拉力变大。突然下降时，拉力变小。由此引入超重与失重的概念：

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象，3称为失重现象。理论分析超重与失重

刚才有同学提到乘电梯时，感到脚掌所受到的力与静止时不一样，我们已经知道这是超重和失重的现象，下面请同学们谈谈乘电梯时的超重与失重发生在什么时候?

同学1：电梯上升时超重，下降时失重。

同学2：我感觉电梯上升时有超重也有失重，下降时也一样有超重和失重。电梯是处于超重还是失重，需要有依据，下面我们从理论上分析一下。老师进一步明确：电梯在启动和停止的过程中，一般要经受加速上升、减速上升;加速下降、减速下降。

分析下列状况中人对电梯的压力分别是多大(设人的质量为m，重力为G)：当电梯静止时

当电梯加速上升时(假定电梯是匀加速，加速度大小为a)当电梯减速上升时(假定电梯是匀减速，加速度大小为a)当电梯加速下降时(假定电梯是匀加速，加速度大小为a)当电梯减速下降时(假定电梯是匀减速，加速度大小为a)同学活动：分组争论

同学分组争论后请不同的小组展现各自的争论结果，并回答其他小组提出的疑问。

经过争论得出：

当电梯静止时，人对电梯的压力为：N=G

当电梯加速上升时，人对电梯的压力为：N=G+maG

当电梯减速上升时，人对电梯的压力为：N=G-ma

当电梯加速下降时，人对电梯的压力为：N=G-ma

当电梯减速下降时，人对电梯的压力为：N=G+maG

依据得出的结论请同学总结电梯处于超重或失重的条件，同学这时不难得出4是与加速度的方向有关，而非速度的方向。

小结：物体处于超重或失重状态时，物体的重力并不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，这是由物体竖直方向的加速度引起的，当加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当加速度竖直向下时，物体处于失重状态。

探究完全失重现象

让力传感器拉着重锤向下加速运动，观看拉力的大小，再让力传感器拉着重锤做自由落体运动，观看拉力的大小。

同学试验后，对比超重与失重的定义给完全失重下定义：

当物体以加速度a=g竖直加速下降时，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为零，这就是“完全失重”现象。课外活动：

有条件的同学回家后在电梯上放体重计，自己站在上面，看看与我们今日的分析是否全都。

家里有体重计的同学可以回家做一做，先站体重计上不动，读出