超失重教学设计

《运动和力的关系》单元教学第七课时教学设计

探寻运动和力的“双向”奔赴——走进《超重与失

重》

第一部分单元整体教学设计基本要求

一、单元基本信息

学科物理实施年级高一设计者焦磊萌

课程标准模块必修模块

使用教材人民教育出版社高中物理必修第一册

单元名称运动和力的关系

单元性质新授单元

单元课时7课时

二、单元特征分析

1.课标要求及解读

(1)通过实验，探究物体的加速度与物体受力、物体质量的关系。

“通过实验”要求学生经历提出猜想a与F、m三者之间的关系，明确实验所要解决的问题，经

历实验设计的主要步骤，选择合适的实验器材、操作实验获得数据，能够用物理图像描述a与F、a

与m的数据关系，能够根据数据得出a与F、m三者之间的定量关系。

(2)理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。

高中物理课标对牛顿第一定律的要求从义务教育物理课程中的“认识”提高为“理解”，理解运

动与力之间的内在逻辑，解释生活中的现象。

理解牛顿牛顿第二定律的内容和性质，认识到力是改变物体运动状态的原因，反之用物体运动状

态的变化是定义力的途径和方法，建立运动与相互作用之间的双向关系，形成运动与相互作用观。了

解牛顿第一定律与牛顿第二定律之间的逻辑关系，了解惯性参考系，知道牛顿第二定律的适用范围。

学会运用牛顿第二定律解决两类运动，能解释和说明生产生活中的实际现象，估算日常生活中的

常见加速度的大小，在具体情境和实际应用中加深对牛顿运动定律的理解和掌握。

(3)通过实验，认识超重和失重现象。

通过实验提高学生学习物理的获得感，体验超重与失重，设计各种演示实验，归纳超重和失重的

初步规律，能够认识到实际重力与测量到的“视重”的区别，能够运用牛顿运动定律分析推理演绎揭

示超重和失重的本质规律。

(4)知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要物理意义。

知道国际单位制的组成结构，通过实例了解物理公式在确定物理量和物理量的单位关系的过程中

起到的作用，了解以数学形式表达的物理公式、物理量、物理单位三者之间的关系。了解定量的

数学公式是完善物理概念和物理规律的重要工具，了解物理公式在确定所有物理量的单位关系中

的作用，知道基本单位和导出单位的概念以及由此衍生的单位制和国际单位制。能够通过国际单

位制的基本单位m、kg、s等推导其相应的导出单位。

2.内容分析

从教材内容上看，本单元是在必修第一册前三章的基础上开始系统研究运动和力的关系，这一部

分是质点动力学的核心内容，经典力学的主要内容。作为质点动力学的学习起点，本单元所讨论的问

题仅涉及运动中直线运动与力之间的关系，这样处理符合学生的认知发展规律，其目的是从学生熟悉

的直线运动场景发出新的知识。本单元也为后续学习的曲线运动、万有引力定律、带点粒子在电场和

磁场中的运动打下基础。

本单元具体包括“牛顿第一定律"“实验：探究加速度与力、质量的关系”“牛顿第二定律”“力

学单位制”“牛顿运动定律的应用”“超重与失重”共六节。前三节介绍了牛顿运动定律的核心内容，

后三节介绍了牛顿运动定律在生产生活中的应用，体现了知识之间的紧密的逻辑关系和动力学结构强

大的系统性。牛顿运动定律阐述的是运动与相互作用的关系，它包括三条内容：牛顿第一定律、牛顿

第二定律和牛顿第三定律，本单元学习的是牛顿第一定律和牛顿第二定律。

牛顿第一定律是牛顿运动定律的基石，它描述了运动和力之间的定性关系，从运动学的角度赋予

了物质质量的意义，即惯性质量，定义了惯性参考系，界定了牛顿第二定律的适用条件，奠定了经典

力学的基础。

牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心，它在牛顿第一定律规定的范畴下给出了物体的加速度、受

力、质量之间的定量关系，从运动学得角度通过数学公式定义了力的大小和单位，丰富了力的概念。

第五节“牛顿运动定律的应用”与第六节“超重与失重”是牛顿运动定律与自然、生活、技术等

的广泛联系与应用的具体体现，是本单元趣味性最浓也最容易开展情景化教学的内容。关于牛顿第二

定律的应用可以通过两类问题来展开具体的研究：一是预测问题，即通过物体受力的情况，利用牛顿

第二定律预测质点速度、位置、时间等运动参量：二是控制问题，即通过的物体当前的运动状态和预

期想达到的运动状态反推其受力情况，利用牛顿第二定律实现对物体运动状态的控制。

三、单元学习目标

素养要素单元学习目标

物理观念1.通过牛顿第一定律的学习，知道运动和力的关系，能准确叙述牛顿第一定律的内

容，建立运动与相互作用观。

2.能利用牛顿第一定律分析生活中的物理现象，明白质量是物体惯性大小的亮度，

了解质量除了是物质的量之外，在运动学中还是描述物质惯性的物理量，学会从运

动的角度认识质量，拓展对物质特性的理解。

3.通过牛顿第二定律形式F=ma的确定完善力的概念，理解力和运动之间的相互影

响、相互界定的关系，深化运动与相互作用观。

科学思维1.了解伽利略关于运动和力的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，体会建

立在实验基础上的理想化实验处理方法，能对实际问题进行模型建构和推理分析，

培养科学推理能力。

2.掌握图像法，能利用图像法分析误差、处理数据得出实验结论。

3.在解决实际问题中了解归纳法和演绎法，学会初步的科学分析过程和推理方法。

科学探究1.围绕“牛顿运动定律”的探究实验，了解实验设计的一般思路，能自主设计探究

加速度与力、质量的关系的实验方案。

2.能提出实验猜想，获取实验数据、分析数据并通过数据验证猜想或者通过误差分

析完善改进实验方案。

3.能对实验方案原理进行质疑，培养怀疑精神和质疑能力。

4.体会探究实验过程中需要的科学性和严谨性，培养收集信息、获取证据的能力，

提高与人合作的团队精神，

科学态度与1.通过探究实验感受科学研究的规范性和严谨性，树立求真求实的科学态度。

责任2.通过对“牛顿运动定律的应用”和“超重和失重”等实际问题的研究，体会牛顿

运动定律对社会发展的影响，培养应用科学知识解决实际问题的意识。

3.提高用科学知识解释生活现象的能力，感受物理对社会和科技的贡献，领悟科学

改变世界的认识，提升社会责任感。

编号内容物理概念科学思维科学探究科学态度与责任

(G)(S)(T)(Z)

4.1牛顿第一定律(惯性)运★★OC

4.2探究加速度与力、质量的关动0★☆☆

系和

4.3牛顿第二定律力☆*00

4.4力学单位制的0△△0

4.5牛顿运动定律的应用关★★0★

（超重与失重）系

说明关于学科核心素养的四个方面，教学内容安排的对应分析，其中☆示高相关，3示中相关，A

示低相关。练习和单元评价试题前面的编码表示对应的学习内容、核心素养和学习水平。

例如“4.1.G.二”表示此题内容是牛顿第一定律，体现的核心素养是物理观念，学习水平是二，即能体

会到运动与相互作用观。

四、单元学习任务与活动

标题模块节题课时核心问题具体学习活动

利用实验演示的方式再现理想试

认识伽利略的研验中的实验和层层推理，置身牛顿时

4.1牛顿第一

层级一1究过程，理解牛顿第代，理解牛顿的创新与突破。利用金属

定律

一定律。球和塑料球的运动状态进行对比，理

解惯性的概念。

运

动通过学生自主思考、提出设计方

和设计实验思路，

力案、交流讨论，擦出思维火花。通过控

的明确实验方案，借助

关4.2探究加速制变量法和数学公式为桥梁理解图像

系图像法处理实验数

度与力、质量1法。在方案中通过试错和广泛的讨论

据。理解阻力补偿法，

的关系题突破阻力补偿法。通过受力分析，明

明白槽码重力不等于

层级二确槽码重力不等于小车拉力。鼓励学

小车拉力。

生大胆尝试制作实验仪器。

根据实验探究结自主预习的基础上，先解决“k”

论推理出牛顿第二定值的简洁问题、力的单位定义问题，再

4.3牛顿第

1律的数学表达式，体提出“采用控制变量法”，分别探究a

二定律

会牛顿第二定律是确与F、m的关系，分析比例式中系数的

立运动与力之间关系物理意义，引出“中间态”，再进行更

的桥梁，体会定律中严谨的推理。

的因果性、瞬时性等

特征。

通过问题串引发思考，结合学生

理解基本单位和熟悉的速度和加速度理解基本量、基

4.4力学单位

1导出单位及单位制，本单位、导出单位、单位制等。通过商

制

单位制的应用。鞅变法、邮票赏析、变声实例等案例应

用单位制定性半定量分析。

通过创设具体的问题情境，充分

应用牛顿运动定

发挥学生的主观能动性、在具体问题

4.5牛顿运动律解决问题的基本思

情境中发现、总结解决的基本思路和

定律的应用2路和方法，并建立恰

方法，并以文字或者框架图等方式清

当的坐标系进行解

晰表达出来。鼓励学生多尝试、多实

题。

践、总结出建立坐标系的基本原则。

层级三

通过'是真的吗''小游戏引入，在

超重与失重的概静止的体重计上做蹲起，在电梯升降

4.6超重与失

1念和条件，理解生活过程称体重等，理解超重与失重，并提

重

中的一些现象。前给学生视频资料，展开应用的探究

与制作。

五、单元学习框架图

1.运动和力的关系结构层级图:

六、单元学情分析

1.概念方面：

在知识上，学生已经掌握了直线运动的特点及规律，尤其是匀速直线运动和匀变速直线运动的

规律，掌握了相互作用中的重力、弹力和摩擦力的性质，会进行受力分析，能利用平行四边形定则

解决矢量问题。在初中物理的学习中，学生对牛顿第一定律有了初步的认识，知道牛顿第一定律的

内容表述，知道惯性，知道平衡状态对应的受力情况。

2.思维方面：

学生在第一章和第二章的学习中已经知道了理想化模型以及其处理方法，有初步的模型建构能

力，具备了理解理想实验的初步思维基础。学生具有一定的抽象思维能力，但多数学生抽象思维能

力不高，在''实验：探究加速度与力、质量的关系”“牛顿运动定律的应用”“超重与失重”等系

统性高、思维程度深的问题面前，缺乏清晰的分析思路和思考路径，演绎推理能力尚需要培养。

3.探究方面：

学生在第二章的实验学习中，学会了使用打点计时器，会利用打点计时器测量并间接计算勾变

速直线运动的加速度，会使用天平或者电子天平测质量，会利用图像法分析数据信息，具有初步的

实验方案设计能力、表格设计能力和数据分析能力，但是学生没有接触补尝阻力的实验方法和具体

操作。

4.已经存在的前概念和迷思概念。

认为惯性与速度有关，对惯性的影响因素记忆不清，概念混淆。对补偿阻力感到无法理解，一

方面是由于认识不到在牛顿第二定律中物体受到的力指的是合外力，另一方面是希望通过计算出阻

力的大小再来扣除。没有意识到明确研究对象在牛顿第二定律中的重要性，在分析加速度和力的图

线向下弯曲的原因时难以分清楚具体的研究对象，如认识不到槽码的重力不等于小车的拉力，将小

车的受力和系统（小车加槽码）的受力混淆在一起，缺乏先明确“对象”的研究意识，研究步骤混

乱。

在斜面受力分析以及正交分解过程中数学列式计算有困难。在面对真实情境中实际问题时，建模能

力欠佳。认为超重与失重是实际重力发生了变化，很难意识到超重与失重与称量过程有关，忽视了

称量过程中的平衡原理和牛顿第三定律，没认识到称量过程中的“示数”是台面上的弹力。

从上述的分析中表明，学生可能会在惯性概念，探究加速度和力、质量的关系的实验原理和数

据分析，牛顿第二定律得实际应用，超重和失重等内容的学习中遇到困难，这些也是本单元教学的

重点与难点，需要在后续的设计中重点分析进而突破，最终达到对物理学基础如力、惯性的多维度

认识，对牛顿运动定律这一规律所包含的性质及特点的深入理解，对牛顿运动定律的熟练应用以及

超重和失重现象的透彻认识。

七、单元教学方法

讲授法、表演法、演示法、合作探究法、思维导图法、情景任务法、交流法、阅读法、书写法等。

八、单元作业与评价

（一）单元测试

（一）单选题

1.下面哪一组单位属于国际单位制的基本单位（）

A.m、N、kgB.kg、m/s2、sC.m、kg、sD.m/s2、kg、N

2.伽利略在研究力与运动的关系时成功地设计了理想斜面实验，下列说法不正确的（）

A.理想实验是建立在经验事实基础上的合乎逻辑的科学推理

B.理想实验完全是逻辑思维的结果，不需要经过客观事实的检验

C.理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律

D.理想实验所提出的设想在现实生活中是不可能实现的，但得出的结论还是有价值的

3.下列说法正确的是（）

A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内杠铃处于超重状态

D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

4.下列说法正确的是（）

A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零情况下的特例

B.不论在什么运动中，速度与合力的方向总是一致的

C.马拉车没拉动是因为马给车的力小于车给马的力

D.跳高运动员从地面上跳起，是由于地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力

5.在经典力学发展史上，很多科学家都做出了杰出的贡献，下列说法不符合史实的是

（）

A.伽利略首先将实验事实和逻辑推理和谐地结合起来

B.笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献

C.牛顿的经典力学体系可以解释一切物理问题

D.亚里士多德虽然有很多观点是错误的，但他的研究对物理的发展做出了贡献和铺垫

（二）填空题

6.质量一定的物体放在光滑的水平面上，在水平力F作用下做加速运动，当F逐渐减小时，它

的加速度将，速度将，位移将;在F减小到零时，它的加速将

，速度将，位移将o（均填“增大”“减小”“不变”或“为

零”）

7.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前。这样做可

以球的减速时间，从而球做减速运动的加速度，最终球对

人的冲击力。（均填“增加”或“减小”）

8.1966年曾在地球上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用质量叫

=3400kg的双子星号宇宙飞船，去接触正在轨道上运行的火箭组，质量为m2（发动机已熄灭）。接

触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速，推进器的推力等于895N。7s后，测出

飞船和火箭组的速度增加了0.91m/s则飞船与火箭组的加速度大小为m/s2，火箭

组的质量为kgo

9.如图所示，天花板上用细绳吊起用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。

当突然剪断细绳时，小球A的加速度是，小球B的加速度是多&

4。

10.在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图BQ）

甲），水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片（质量可忽略）的滑块放在气垫导轨的某处

（挡光片左端与滑块左端齐平）。实验中测了滑块释放点到光电门（固定）的距离为S,挡光片经过光电

门的速度为v,钩码I质量为m。（重力加速度为g,摩擦可忽略）

（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是O

（2）该同学作出了v2-m的关系图像（如图乙），发现是一条过原点的直线，间验证了“加速度与力的

关系”。依据图像，判断每次小车的释放点（填“有或“无”）改变，从该图像还可

以求得的物理量是□

（三）综合题

11.直线加速赛车比赛是在两条并列长1500m、各宽15m的直线柏油跑道上进行的，在racl4英

里（约合402m）直线加速比赛上，跑完1/4英里最短时间仅为3.8s,尾速更是高达523km/h,若用

传统刹车制动方式，平均制动力大约为车重的0.6,请问，可以用这种传统制动方式为直线加速赛

车制动么？如果不能，你有什么建议？（g取10m/s2）

12.为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，甲、乙两位同学在电梯内用电

子体重计及秒表进行了以下实验：甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程

中，体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图像，已知t=0时，电梯静止不动，从电

梯内楼层按钮上获知该大楼共19层。求电梯启动和制动时的加速度大小和该大楼的层高。（g取

1Om/s2）

体重计示数/kg

01232930tls

13.如图所示，在车厢中，一小球被a、b两根轻质细绳拴住，其中a绳与竖直方向成a角，b

绳成水平状态，已知小球的质量为m。

（1）求车厢静止时，细绳a和b所受到的拉力；

⑵当车厢以一定的加速度运动时，a绳与竖直方向的夹角不变，而b绳受到的拉力变为零，求此时

车厢加速度的大小和方向

14.（选做题）某人在静止的湖面上方6.25m处以10m/s的速度竖直上抛一质量为50g的小铁球,

小铁球上升到最高点后自由下落，穿过3.1m深的湖水并陷入底的淤泥中0.4m深处。已知水的阻力

恒为小铁球重力的1/2,不计空气阻力，取向上为正方向，请通过计算，画出该铁球整个运动过程的

v-t图像，并求出淤泥对小铁球的阻力（假设淤泥对小铁球的阻力不变）。（g取10m/s2）

备注：单元测试核心素养分布情况

序号测试内容核心素养

1知道国际单位制。4.4.G,一

2知道理想斜面实验。4.1.G.二

3理解超重和失重。4.6.G.二

4.1.G.一

理解牛顿第一定律，理解力是改变物体运动状态的原因，

44.3.G.一

理解牛顿第三定律。

4.5.G.一

5知道牛顿经典力学的建立过程。4.6.G.二

6理解牛顿第二定律。4.3.G.二

7理解力是改变物体运动状态的原因，理解牛顿第三定律。4.3.G.二

能运用牛顿第二定律解决恒力作用下单个物体运动的简单实际问

84.6.S,三

题。

9理解牛顿第二定律。4.3.G,二

10会设计并能用DIS研究加速度与力、质量的关系。4.2.T,三

能运用牛顿第二定律解决恒力作用下单个物体运动的简单实际问

114.3.S,三

题。

12能运用牛顿第二定律解决单个物体超重和失重的问题。4.6.T.三

能运用牛顿第二定律，联系物体的受力分析和正交分解，

134.3.S.四

解决具体实际问题。

能运用牛顿第二定律，联系运动学规律解决具体实怀问题。

144.3.S.四

（二）单元梳理与反思

1.请填写知识框架图中的空白部分:

2.大家谈：

请和周围同学聊一聊：这一单元中你最喜欢哪个任务？你有什么收获？哪条物理知识是你尚未完

全理解的？你准备如何解决这一难题？写下你学习这一单元的感悟和困惑，并对自己在这一单元的学

习做个自我评价。

通过绘制章节思维导图、解释一些生活现象和讲解科技制作等形式加深学生对本单元相关知识的

理解，并真正实现学以致用。在学习过程中学生自评和小组互评，以及过程评价量表在课堂中进行恰

当使应。

九、单元教学反思

本单元创设的系列问题情境的探讨和学习，在以任务驱动进行结构化层级的教学，使学生对

力、质量、惯性、超重和失重等学科概念及运动和力的关系有了较为全面的认识。学生第一次把直

线运动和力的相关概念进行关联，但对概念和规律还缺乏深刻认识和进一步整合，还需要有一个内

化和提炼的过程。在本章学习任务完成后，还需在进一步实践体验和提高问题解决的方法。

第二部分单元分课时教学设计基本要求

【课时课标分析】

《物理课程标准》要求学生“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、

解决有关问题。通过实验，认识超重和失重现象。”并建议“通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐

场参与有关活动等，体验失重与超重。”

《普通高中物理课程标准解读》指出，在用牛顿定律解决问题的教学中（包括超重和失重），要

重视让学生体会用牛顿运动定律解决问题的思路，逐步形成运动和相互作用的观念，以牛顿运动定律

为知识载体，提升物理素养水平。

【课时教材分析】

“超重和失重”安排在牛顿运动定律后知识的迁移和应用部分，是本章重要的应用型知识点。学

生已经能够根据二力平衡求出物体重力，学过牛顿第二、第三定律，但是理性思维还未达到一定的层

次，要理解超重与失重这一抽象概念还有一定的困难；其次，学生在生活中形成的表象有些是错误或

片面的，建立物理模型解决实际问题的能力还有待提高。

【课时学情分析】

在学生方面，授课对象是高一的学生，基于文献分析和实践经验，从知识背景、能力基础和认知

困难三个方面讨论学情。

1.知识背景方面

学生已经完成了运动学、静力学以及动力学的学习，但知识处在理论层面，对于概念的理解还很

抽象，对于如何应用牛顿运动定律解决具体情境下的问题还存在困难。

2.在能力基础方面

学生具备一定的分析综合和推理论证能力，但对于高一的学生来说，进一步发展这些能力是我们

教学的重点。

3.在认知困难方面

(1)学生分析问题时不明确研究对象，也不注意分辨平衡力和相互作用力；

(2)学生会误认为弹簧秤的示数就是物体重力的大小，因此超重和失重是物体实际重力的增减；

(3)通过速度方向判断物体是超重还是失重，因此学生会误认为在下蹲(或电梯向下运动)过

程中只有失重状态，并且由速度大小来判断物体超重或失重的程度。

【课时学习目标及核心素养的落实】

素养要素课时学习目标

物理观念1.通过课前学生小组设计并开展超失重探究和课堂上超失重演示实验，体验超重和

失重，认识超重和失重现象，归纳超失重的概念和条件。

2.应用牛顿第二定律解释超重与失重现象的条件，深化运动与相互作用观。

科学思维1.运动物理模型和牛顿第二定律解释超重、失重现象，培养学生基于已有知识的

推理能力。

2.通过观察王亚平老师的太空授课等视频，引发学生从实际出发的创造性思维和

发散性思维。

科学探究1.通过对超失重演示实验或者研究实验的原理分析，提高学生提出问题、分析问

题、解释问题和科学交流等能力。

2.通过对超失重演示实验或者研究实验的问题的逐层分析,分析问题的可行性、可

信度，提高科学研究中的证据意识。

3.通过对超失重演示实验或者研究实验的问题的思考和辨析,学会提出指向明确的

物理问题的方法，提高表征问题的科学探究能力。

科学态度与1.利用手机传感器phyphox软件测量蹲起时的加速度，体会科学在日常生活中的作

责任用，感受科学对社会生活实践的促进作用。

2.通过超失重探究实验的设计，操作和分析，养成科学研究中的严谨作风和事实求

是的科学态度。

3.通过观察王亚平老师的太空授课，感受失重超重状态下出现的神奇情况，激发学

生学习的兴趣，增强对航天技术的成就。

【课时教学重、难点】

重点：理解超重和失重的概念和实质

难点：从运动和相互作用的角度，分析超重和失重的产生原因

【课时教法与学法】

教法：演示实验法、探究实验法、压力传感器演示、手机传感器phyphox软件

学法：学生在老师创设的物理环境中，通过观察猜想、实验探究、合作讨论、运用提升等方法，从感

性认识上升到理性认识，充分发挥学生的主观能动性。

【课时教学流程图】

【课时教学器材】

视频、压力传感器、电脑、孙悟空纸片、砖块、钩码、纸带

【课时安排】1课时

【信息技术微能力点】A3演示文稿设计与制作A6技术支持的课堂讲授

【课时学习评价设计】

评价方式：以学生自评为主，教师评价为辅导，对学生的学习进行全面的评价。

评价维度：

核心知识评价：能了解超重与失重现象，理解其实质及产生条件，

思维发展评价：经历超重与失重的建模过程，锻炼科学建模和推理能力

价值观念培育：通过了解超重与失重在生活及航空航天领域的应用，体会知识与生活的联系，激发爱

国情怀。

学习活动设计

教师活动学生活动

环节一：脑力大人

教师活动1学生活动1

根据重力测量的知识，提出七个抢答问题，评出优秀组。思考，并抢答

活动意图说明：以抢答形式增加学生学习趣味性，区分视重与重力的区别。重力测量这块知识相对

比较简单，把学生能自主学习的知识让学生自主学习，课堂随机检测效果。通过刺激的、有趣的、

有奖励的抢答，让学生对自主学习有更加浓厚的兴趣，变成一种享受。

环节二：情景互动《是真的吗？》

教师活动2学生活动2

表演解救孙悟空和断带之谜。学生观察和思考

从学生研究的方向中提出两个关于是真的吗问题。

活动意图说明:创设情景让学生自己感知现象，引起学生思考和探索的欲望。

环节三：分析问题展开拓展

教师活动3学生活动3

观察任务一：请你根据自己的所察所知，从上述四个案思考、回答总结。

例观察思考：它们的运动有什么共性？涉及的力有什么

共性？

活动意图说明：从运动和力两个角度分析，明确提出核心问题，让学生知道本节课将要学习的重点

和方向。

教师活动4学生活动4

请根据观察并思考下列问题：思考回答，填写表格，上台展示。

1.人站在体重计上蹲起，需要记录什么数据？运动状态

2.根据上述同学们提到需要记录的数据，认真观察，填

下降

入表格。

3.根据表格信息，总结规律。

上升

请一位同学站在与电脑相连的压力传感器制作的体重

计上，做蹲起运动。

总结规律，上台展示。

教师讲解总结。

活动意图说明:学生通过合作探究，利用精密的仪器测量，将运动状态的变化与力的变化情况实时的

结合起来，并对数据进行分析归纳，初步建立超重与失重模型和规律。纠正学生可能存在的超重与

失重与速度方向有关的错误认识。

教师活动5学生活动6

带领学生回顾利用牛顿运动定律解决问题的一般思路1.体验并掌握运用牛顿运动定律，分析和

解决实际情境下的动力学问题的一般过程

明K4ZH劲鞋赢能

和方法。

2.自主建构获取超失重知识，并展示。

学生自主受力分析失重现象

3.理解什么条件下，物体处于完全失重。

通过失重公式，引出完全失重的概念。

4.尝试解释表演解救孙悟空和断带之谜。

利用手机软件phyphox测量下蹲和起立时的加速度，得

5利用手机软件phyphox测量下蹲时的加

到a变化图像。

速度，根据得到的图像分析超重失重情况。

活动意图说明:在教师的引导下帮助学生巩固利用牛顿运动定律解决问题的一般思路，从受力的角

度，理论分析，利用牛顿第二定律分析超重与失重现象。

教师活动5

“利用电子秤可以测量电梯的加速度，是真的吗？”

探究任务二思考、讨论回答问题

1.电子秤物理量和电梯运行的加速度怎么相联系？建立模型，利用牛顿第二定律和超失重理

2.如何计算加速度呢？论进行计算

3.视频：展示电子秤随电梯在上升和下降的过程中示数

变化情况。

活动意图说明：作为超失重规律的应用环节，利用超失重的条件解决生活中实际问题，加深对超失

重现象的理解，认识生活中处处有研究物理的方法和工具，拓展学生的思维，培养其学习兴趣。

环节四：课堂小结，应用提升

教师活动6学生活动7

1.本节课小结顺口溜：1.记忆、理解。

超失都是弹力变，2.建立知识框架。

物体重力并未变；3.利用视频和资料，展示和讲解制作原理。

超重a上失重a下，

运动方向不管它。

2.情境任务一

根据本节课所察所学画出自己的思维导图。

3.情境任务二

请根据课前老师提供的视频或者查阅资料，与小组交

流讨论，制作小发明。现上台展示与分享，并说明原

理。

活动意图说明：增加学习的趣味性，提升归纳总结的能力。真正在课堂上落实物理来源于生活的理

念，增加学生从物理角度察觉生活现象的能力。

环节五：巩固练习

火箭发射时，航天员要承受超重的考验。某火箭发射过完成计算题，展示。

程中，有一段时间的加速度达到3.5g,平均重力为10N

的体内脏器，在该超失重过程中需要的支持力有多大？

活动意图说明：课堂及时检测，帮助学生提升学习的信心。并让学生从数据的角度感知，宇航员所

要承受超重带来的不适。

7.板书设计

定义条件本质

a方向

超重F>GF=mg+ma

向上

a方向

失重F<GF=mg-ma

向下

8.作业与拓展学习设计

一.根据自己所在层次完成课后任务（详见学案）。

二.从以下两个实践中任选一个完成。

a.利用Phyphox软件粗略测量电梯上升过程的加速度，并分析什么时候处于超重状态，什么时候处

于失重状态。

b.探究：有一块木板漂浮在水桶中的水面上，当水桶向上做匀加速直线运动时，木块的浸没体积会

不会增大吗？

9.特色学习资源分析、技术手段应用说明

1.学生预习设定时给一些超失重航天视频，引发学生思考和讨论，激发学生创造力和制作能力。

2.利用手机软件Phyphox测量下蹲和起立时的加速度，得到加速度变化图像。学生可以利用自己的

手机进行实验，在巩固理论知识的同时锻炼分析数据的能力。

3.作业采取理论分析和动手实践的形式，且具有选择性。学生可以根据自己的情况选自相应的实践

作业，在动手实践中提高问题解决能力，培养学生的STEM素养。

10.教学反思与改进

1.本节课通过新课引入、实验探究、理论推导、学以致用等环节，教学过程中注重学生的探索和体

验，可以让学生对超重和失重现象有正确而深刻的认识。

2.采用课前定性感受和课堂内定量分析的形式，丰富了教学内容，加深学生的理解。

3.在教师的引导下学生自主探究的教学中，对教师的要求更高，需要教师有更强的课堂驾御能力。

如学生在实验、小组学习中，发现与交流的问题是各种各样的，教师要做适当的评价与激励，捕捉

学生的瞬间思维，并将有效的教学资源加以利用，完成引导学生对超重与失重的“感受——感知一

一感悟”的过程。

附:

4.6超重与失重预学案

4.6超重与失重分层作业设计

4.6超重与失重压力传感器的制作

4.6超重与失重课堂记录表

第四章运动和力的关系

4.6超重与失重成（预学案）

（-）读教材，首战告捷

让我们一起来阅读教材出。1一104页，做好色笔区分，完成课前预习吧

一、重力的测量

1.一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用测量物体的质量，利用牛顿第二定律可

得：G=.

2.另一种方法是：利用力的条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处

于状态,这时物体受到的重力跟测力计对它的拉力或者支持力大小相等，测力计的

就反映了物体所受到的重力大小。

二、超重和失重

1.视重：当将物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，反映了物体对

弹簧测量力计或者物体对水平台秤的.

2.超重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象.

(2)可能的运动状态：或.

3.失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象.

(2)可能的运动状态：或.

4.完全失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)的状态.

(2)产生条件：a=g,方向.

(-)试身手，初露锋芒

观察任务一：

1.请你静止站在体重计上，观察自己体重计示数并记录，并思考体重计上示数反映的是什么力？原理是什么？

观察任务二：

1.请你站在体重计上下蹲，观察自己体重计示数怎么变化？

2.在下蹲过程体重计示数变化的每个阶段，记录一下自己的运动情况。

3.在体重计上下蹲中体重计示数出现大于或者小于之前记录的体重现象时，自己的体重真的变化了吗？

4..除了蹲起以外，是否还有其他办法改变体重计上的示数？

观察任务三：

请你站在体重计上保持相对静止，而整体随电梯加速上升，体重计示数如何变化?

(三)攻难关，自学检测

1.下列说法中正确的是()

A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C.举重运动员