2024-2025学年新教材高中物理 第4章 牛顿运动定律 第6节 失重和超重 第7节 力学单位教案 粤教版必修第一册

2024-2025学年新教材高中物理第4章牛顿运动定律第6节失重和超重第7节力学单位教案粤教版必修第一册课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：高中物理牛顿运动定律之失重和超重

2.教学年级和班级：高中物理一年级一班

3.授课时间：2024年11月20日

4.教学时数：45分钟二、核心素养目标1.理解失重和超重的概念，掌握物体在竖直方向上的加速度与重力的关系。

2.运用牛顿运动定律分析实际问题，提升科学思维能力。

3.通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力、实验操作能力和数据处理能力。

4.激发学生对物理现象的好奇心，培养学生的探索精神和创新意识。三、重点难点及解决办法1.重点：

-失重和超重的概念理解

-物体在竖直方向上加速度与重力的关系

-牛顿运动定律在实际问题中的应用

2.难点：

-理解并推导失重和超重条件下的物体受力分析

-实验数据的处理和分析

-将理论知识应用于解决实际问题

3.解决办法：

-通过实例和动画演示，帮助学生直观理解失重和超重的现象

-利用公式推导和实验验证相结合的方法，加深学生对加速度与重力关系的理解

-提供典型例题和实际问题，引导学生运用牛顿运动定律进行分析

-安排小组讨论和实验操作，培养学生的合作能力和实践技能

-引导学生进行课后思考和拓展阅读，激发学生的深度学习兴趣四、教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

-讲授：用于阐述失重和超重的概念、牛顿运动定律的基本原理。

-讨论：引导学生探讨失重和超重现象的应用和实际意义，培养学生的科学思维能力。

-案例研究：分析实际案例，让学生运用牛顿运动定律解决具体问题。

-项目导向学习：组织学生进行实验设计和操作，培养学生的实践能力和团队合作精神。

2.设计具体的教学活动：

-失重和超重的概念引入：通过视频播放或实验演示，让学生直观感受失重和超重的现象。

-物体受力分析的讨论：分组讨论，让学生分析失重和超重条件下物体的受力情况。

-实验操作：安排学生进行失重和超重实验，观察并记录数据。

-数据处理和分析：引导学生运用数学方法处理实验数据，得出结论。

-实际问题解决：分组合作，让学生运用牛顿运动定律解决实际问题。

3.确定教学媒体和资源的使用：

-PPT：制作精美的PPT，用于展示失重和超重的概念、原理和实验过程。

-视频：选用相关实验视频或现象演示视频，帮助学生直观理解失重和超重。

-在线工具：利用在线模拟实验工具，让学生自主进行实验操作和数据分析。

-实验器材：准备失重和超重实验所需的器材，如悬挂装置、测量工具等。

-实际案例资料：收集与失重和超重相关的实际案例，用于案例研究环节。五、教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：设计预习任务，包括失重和超重的概念、牛顿运动定律的基本原理。

-学生活动：学生自主查阅资料，完成预习任务。

-教学方法：自主学习

-教学手段：在线资源、教材

-作用和目的：为学生提供一个自主学习的平台，提前了解本节课的基本内容，为新课的学习做好铺垫。

2.课中强化技能

a)失重和超重的概念引入

-教师活动：通过播放实验视频或现象演示，引导学生直观感受失重和超重的现象。

-学生活动：观察并描述实验现象，提出问题。

-教学方法：演示法、问题驱动法

-教学手段：视频、教材

-作用和目的：激发学生的好奇心，引导学生主动参与课堂讨论。

b)物体受力分析的讨论

-教师活动：组织学生分组讨论，分析失重和超重条件下物体的受力情况。

-学生活动：分组讨论，分析并解释失重和超重现象。

-教学方法：讨论法

-教学手段：无

-作用和目的：培养学生合作解决问题的能力，加深对失重和超重现象的理解。

c)实验操作与数据处理

-教师活动：安排学生进行失重和超重实验，指导学生正确操作并记录数据。

-学生活动：分组进行实验操作，测量并记录数据。

-教学方法：实验法、数据处理法

-教学手段：实验器材、数据记录表

-作用和目的：培养学生的实践能力，加深对失重和超重现象的理解。

d)实际问题解决

-教师活动：提供实际问题案例，引导学生运用牛顿运动定律进行分析。

-学生活动：分组合作，运用牛顿运动定律解决实际问题。

-教学方法：问题驱动法、案例研究法

-教学手段：案例资料、教材

-作用和目的：培养学生将理论知识应用于解决实际问题的能力。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置课后作业，包括巩固失重和超重概念的练习题和实际问题应用题。

-学生活动：学生完成课后作业，巩固所学知识。

-教学方法：自主学习

-教学手段：教材、在线资源

-作用和目的：巩固课堂所学知识，提高学生的自主学习能力。六、知识点梳理1.失重和超重的概念

-失重：物体在竖直方向上的加速度向下，感觉不到重力的现象。

-超重：物体在竖直方向上的加速度向上，感觉重力增强的现象。

2.物体在失重和超重条件下的受力分析

-失重条件下，物体受到向下的重力和向上的惯性力，两者大小相等、方向相反，合力为零。

-超重条件下，物体受到向下的重力和向上的惯性力，两者大小相等、方向相反，合力为零。

3.牛顿运动定律在失重和超重现象中的应用

-第一定律：在失重和超重条件下，物体的质量不变，惯性不变。

-第二定律：在失重和超重条件下，物体所受合外力为零，加速度为零。

-第三定律：在失重和超重条件下，物体与支持物的相互作用力不变。

4.实验观察和数据分析

-实验目的：观察失重和超重现象，验证牛顿运动定律。

-实验器材：悬挂装置、测量工具、物体。

-实验步骤：

1)悬挂物体，记录初始位置和重量。

2)改变物体所在位置，使其处于失重或超重状态。

3)观察并记录物体的运动情况和位置变化。

4)测量并记录物体在不同状态下的受力和加速度。

-数据分析：通过实验数据，分析失重和超重条件下物体的受力情况和加速度。

5.实际问题解决

-问题类型：运用牛顿运动定律分析实际问题，如电梯运动、跳伞运动等。

-解决方法：

1)分析问题，确定已知量和未知量。

2)选择合适的牛顿运动定律，建立方程。

3)求解方程，得出答案。

6.力学单位制

-基本单位：米（m）、千克（kg）、秒（s）。

-导出单位：牛顿（N）、焦耳（J）、瓦特（W）等。

-单位换算：1牛顿=1千克·米/秒²。

7.失重和超重的应用实例

-失重现象：宇航员在太空站中的生活、荡秋千等。

-超重现象：电梯上升、荡秋千等。

8.失重和超重的物理意义

-失重：物体所受支持力小于重力，实际重力不变。

-超重：物体所受支持力大于重力，实际重力不变。

9.失重和超重的判断方法

-根据物体与支持物的相互作用力判断：当支持力小于重力时，物体处于失重状态；当支持力大于重力时，物体处于超重状态。

-根据物体的加速度判断：当物体加速度向下时，处于失重状态；当物体加速度向上时，处于超重状态。七、反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验与理论相结合：通过实验观察和数据分析，让学生更深入地理解失重和超重的现象，提高学生的实践能力。

2.问题导向教学：以实际问题为切入点，引导学生运用牛顿运动定律进行分析，培养学生的解决问题能力。

3.小组合作学习：鼓励学生进行小组讨论和实验操作，培养学生的团队合作精神和沟通能力。

（二）存在主要问题

1.学生对失重和超重概念的理解不够深入，需要进一步加强引导和讲解。

2.实验操作和数据处理能力的培养需要更多的实践机会和指导。

3.部分学生对实际问题的分析和解决能力较弱，需要更多的案例分析和练习。

（三）改进措施

1.针对学生对概念理解不深的问题，可以通过制作PPT辅助教学，用图片和动画的形式帮助学生形象理解失重和超重的概念。另外，可以设计一些思考题让学生课前预习，课堂上通过讨论的方式引导学生深入理解。

2.对于实验操作和数据处理能力的培养，可以增加实验课时，让学生有更多机会亲自动手操作。在实验过程中，引导学生注意观察数据的变化，并及时记录。在课后，可以布置一些数据处理相关的练习题，让学生能够巩固所学知识。

3.为了提高学生对实际问题的分析和解决能力，可以多提供一些与生活相关的案例，让学生能够将所学知识与实际情境相结合。同时，可以组织一些小组讨论或辩论赛，让学生在讨论中锻炼自己的思维和表达能力。八、典型例题讲解八、典型例题讲解

1.例题一：一个物体在水平面上做匀速直线运动，当物体受到一个向上的力时，物体将会（）

A.加速上升

B.减速上升

C.加速水平运动

D.减速水平运动

答案：C

解析：由于物体在水平面上做匀速直线运动，说明物体受到的合外力为零。当物体受到一个向上的力时，由于惯性，物体将继续保持原来的运动状态，即加速水平运动。

2.例题二：一个物体从地面上方自由下落，下列哪个选项是正确的？

A.物体在任意时刻的速度都等于重力加速度g

B.物体在任意时刻的加速度都等于重力加速度g

C.物体在任意时刻的受力都等于重力

D.物体在任意时刻的加速度都等于0

答案：B

解析：根据牛顿第二定律，物体在下落过程中的加速度由物体所受的合外力决定。由于物体在下落过程中只有重力作用，因此物体的加速度等于重力加速度g。

3.例题三：一个质量为2kg的物体放在一个水平面上，物体与水平面的摩擦系数为0.2。当物体受到一个3N的向上力时，物体将会（）

A.静止

B.匀速上升

C.加速上升

D.减速上升

答案：D

解析：根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于物体的质量乘以加速度。物体受到的向上力为3N，摩擦力为0.2乘以物体的重力，即0.2乘以2kg乘以重力加速度g。由于向上的力小于摩擦力，物体将受到一个向下的合外力，从而减速上升。

4.例题四：一个物体在竖直方向上做匀加速直线运动，已知物体的加速度为2m/s²，求物体在3秒后的速度。

答案：6m/s

解析：根据匀加速直线运动的速度与时间关系公式v=at，其中v为速度，a为加速度，t为时间。将已知数据代入公式，得到v=2m/s²×3s=6m/s。

5.例题五：一个物体从