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 力学单位教学实录 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节力学单位教学实录粤教版必修第一册学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以粤教版必修第一册物理教材第4章牛顿运动定律为背景，通过第6节“失重和超重”与第7节“力学单位”的结合，设计了一系列实验和课堂活动，旨在让学生在掌握物理知识的同时，提升实验操作能力和科学探究精神。教学设计紧密围绕教材内容，注重理论与实践相结合，旨在培养学生的物理思维和解决问题的能力。核心素养目标分析重点难点及解决办法重点：失重和超重现象的产生原因及条件，力学单位及其换算。

难点：失重和超重现象的物理意义，力学单位换算中的比例关系。

解决办法：

1.通过实验演示失重和超重现象，引导学生观察和思考，理解其产生的原因和条件。

2.利用多媒体教学，展示力学单位换算的实例，帮助学生建立比例关系的概念。

3.设计问题引导，鼓励学生自主探究，通过小组讨论和合作学习，突破难点。

4.结合实际问题，让学生运用所学知识解决生活中的力学单位换算问题，加深理解。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有粤教版必修第一册物理教材，以便跟随教学内容学习。

2.辅助材料：准备与失重和超重相关的图片、图表以及力学单位换算的视频资料，以增强可视化学习效果。

3.实验器材：准备弹簧测力计、天平、加速度计等实验器材，确保其功能正常且操作安全。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供足够的实验操作台，以便学生分组进行实验和讨论。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对失重和超重的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们在生活中有没有遇到过失重或超重的感觉？比如乘坐电梯、坐过山车时。”

展示一些关于电梯、过山车等场景的视频片段，让学生初步感受失重和超重现象。

简短介绍失重和超重的基本概念，强调它们与牛顿第二定律的关系，为接下来的学习打下基础。

2.失重和超重基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解失重和超重的基本概念、产生原因和物理意义。

过程：

讲解失重和超重的定义，解释它们与重力和支持力的关系。

使用示意图展示失重和超重状态下物体的受力情况。

3.失重和超重案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解失重和超重的特性和重要性。

过程：

分析电梯在不同运动状态下乘客感受失重和超重的案例。

讨论失重和超重现象在航天、工程和日常生活中的应用。

引导学生思考失重和超重现象的科学原理及其对工程设计和安全的重要性。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与失重和超重相关的实际问题进行讨论。

例如，讨论如何设计一个安全的电梯控制系统以避免乘客超重或失重时的不适。

小组内讨论问题的解决方案，并准备简报向全班展示。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对失重和超重的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括问题分析、解决方案和设计图。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，特别是对解决方案的创新性和实用性进行讨论。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调失重和超重的重要性和意义。

过程：

简要回顾失重和超重的定义、产生原因、案例分析等学习内容。

强调失重和超重现象在物理学习和生活中的应用，以及它们如何帮助我们理解物体的运动。

布置课后作业：让学生回家后思考失重和超重现象在自然界或科技产品中的应用，并收集相关资料进行汇报。学生学习效果学生学习效果

1.理解了失重和超重的概念：学生能够准确描述失重和超重现象，并解释其在生活中的具体应用，如乘坐电梯、过山车等。

2.掌握了牛顿第二定律的应用：学生能够运用牛顿第二定律解释失重和超重现象，理解加速度与力、质量之间的关系。

3.提升了实验操作能力：通过参与实验活动，学生学会了如何使用弹簧测力计、天平等实验器材，提高了实验操作的准确性和规范性。

4.增强了科学探究精神：学生在实验过程中发现问题、提出假设、设计实验、收集数据、分析结果，培养了科学探究的能力。

5.提高了团队合作能力：学生在小组讨论和课堂展示环节中，学会了与同学协作，共同完成任务，提高了团队协作能力。

6.增进了对力学单位的认识：学生掌握了力学单位的定义、换算方法和实际应用，为后续学习力学知识奠定了基础。

7.拓展了知识视野：学生通过案例分析，了解了失重和超重现象在航天、工程等领域的应用，拓展了知识视野。

8.培养了创新思维：学生在讨论失重和超重现象的解决方案时，提出了创新性的想法和建议，培养了创新思维。

9.提升了问题解决能力：学生通过本节课的学习，学会了如何运用所学知识解决实际问题，提高了问题解决能力。

10.增强了学习兴趣：学生对失重和超重现象产生了浓厚的兴趣，激发了进一步探索物理知识的欲望。板书设计①失重和超重现象

-失重：物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于重力的现象。

-超重：物体对支持物的压力或悬挂物的拉力大于重力的现象。

②牛顿第二定律

-F=ma

-加速度与力成正比，与质量成反比。

③力学单位

-质量：千克（kg）

-力：牛顿（N）

-加速度：米/秒²（m/s²）

④实验器材

-弹簧测力计

-天平

-加速度计

⑤实验步骤

-测量物体在静止状态下的重力

-测量物体在不同加速度下的受力情况

-分析数据，得出结论

⑥案例分析

-电梯运动过程中的失重和超重

-航天器返回地球时的失重现象

-工程中的超重设计

⑦课堂小结

-失重和超重现象的产生原因

-力学单位及其换算

-力学单位在实际生活中的应用课堂1.课堂提问

在课堂教学中，通过提问的方式可以即时了解学生对知识的掌握程度。以下是一些具体的评价方法：

-提问覆盖不同层次的学生，确保每个学生都有机会回答问题。

-设计开放性问题，鼓励学生思考并表达自己的观点。

-通过学生的回答，评估他们对概念的理解和应用能力。

2.观察学生参与度

-观察学生在课堂上的参与程度，包括是否积极举手发言、是否认真听讲、是否能够跟上教学进度等。

-注意学生的非语言行为，如表情、眼神和身体语言，这些都能反映学生的心理状态和学习效果。

3.实验操作评价

-在实验环节，观察学生是否能够正确使用实验器材，是否能够按照实验步骤进行操作。

-评估学生在实验中的观察力、记录数据和解释结果的能力。

4.小组讨论评价

-通过小组讨论，评估学生的合作能力、沟通能力和解决问题的能力。

-观察学生在小组中的角色，是否能够积极贡献自己的观点，是否能够倾听他人的意见。

5.课堂测试

-定期进行课堂小测验，以评估学生对知识的短期记忆和理解程度。

-测试可以包括选择题、填空题、简答题等形式，以便全面评估学生的知识掌握情况。

6.课后作业评价

-对学生的课后作业进行认真批改，确保作业的质量和准确性。

-在作业中寻找学生的错误，分析错误的原因，并给予针对性的指导。

-通过作业反馈，鼓励学生反思自己的学习过程，提高学习效率。

7.学生自评和互评

-引导学生进行自我评价，反思自己在课堂上的表现和学习成果。

-实施学生互评，让学生之间互相评价，这有助于提高学生的沟通能力和批判性思维。

8.教学反思

-教师在课后进行教学反思，思考教学过程中的优点和不足，以及如何改进教学方法。

-教师应根据学生的反馈和评价结果，调整教学策略，以适应不同学生的学习需求。典型例题讲解例题1：

一辆电梯从静止开始以2m/s²的加速度匀加速上升，电梯内一质量为60kg的物体，求此时物体对电梯地板的压力。

解答：

根据牛顿第二定律，物体所受的合力等于质量乘以加速度。

F=ma

其中，F是物体所受的合力，m是物体的质量，a是加速度。

在电梯内，物体所受的合力包括重力和支持力（电梯地板对物体的压力）。

重力Fg=mg

其中，g是重力加速度，取9.8m/s²。

支持力Fs=F-Fg

代入数值：

Fs=ma-mg

Fs=60kg*2m/s²-60kg*9.8m/s²

Fs=120N-588N

Fs=-468N

由于支持力是正值，所以取绝对值：

Fs=468N

答案：此时物体对电梯地板的压力为468N。

例题2：

一辆汽车以20m/s的速度行驶，当司机突然刹车，汽车以4m/s²的加速度减速，求汽车减速到停止所需的距离。

解答：

使用公式：

v²=u²+2as

其中，v是最终速度，u是初始速度，a是加速度，s是位移。

由于汽车最终停止，v=0。

u=20m/s

a=-4m/s²（减速，加速度取负值）

代入公式：

0=(20m/s)²+2*(-4m/s²)*s

0=400m²/s²-8m/s²*s

8m/s²*s=400m²/s²

s=400m²/s²/8m/s²

s=50m

答案：汽车减速到停止所需的距离为50m。

例题3：

一个物体从静止开始，在水平面上受到一个恒力作用，以2m/s²的加速度匀加速运动，求物体在3秒末的速度。

解答：

使用公式：

v=u+at

其中，v是最终速度，u是初始速度，a是加速度，t是时间。

由于物体从静止开始，u=0。

a=2m/s²

t=3s

代入公式：

v=0+2m/s²*3s

v=6m/s

答案：物体在3秒末的速度为6m/s。

例题4：

一个物体在光滑水平面上受到一个水平恒力作用，从静止开始运动，经过5秒后速度达到10m/s，求作用在物体上的恒力大小。

解答：

使用公式：

v=u+at

其中，v是最终速度，u是初始速度，a是加速度，t是时间。

由于物体从静止开始，u=0。

v=10m/s

t=5s

代入公式：

10m/s=0+a*5s

a=10m/s/5s

a=2m/s²

使用牛顿第二定律：

F=ma

其中，F是作用力，m是物体的质量，a是加速度。

假设物体的质量为mkg，代入公式：

F=m*2m/s²

F=2mN

答案：作用在物体上的恒力大小为2m牛顿，其中m是物体的质量。

例题5：

一个物体从静止开始，在斜面上受到重力和摩擦力的作用，以1m/s²的加速度匀加速下滑，斜面的倾角为30°，求物体所受的摩擦力。

解答：

使用牛顿第二定律：

F=ma

其中，F是物体所受的合力，m是物体的质量，a是加速度。

物体在斜面上的受力包括重力分量和摩擦力。

重力分量Fg_parallel=mg*sin(θ)

摩擦力F_friction=μ*N

其中，μ是摩擦系数，N是物体在斜面上的正压力。

正压力N=mg*cos(θ)

代入公式：

F=Fg_parallel-F_friction

ma=mg*sin(θ)-μ*mg*cos(θ)

由于物体以1m/s²的加速度下滑，a=1m/s²。

θ=30°

代入数值：

1m/s²=9.8m/s²*sin(30°)-μ*9.8m/s²*cos(30°)

1m/s²=4.9m/s²-μ*4.9m/s²*(√3/2)

1m/s²=4.9m/s²*(1-μ*√3/2)

解得摩擦系数μ：

μ=(4.9m/s²-1m/s²)/(4.9m/s²*√3/2)

μ=0.6

答案：物体所受的摩擦力为0.6倍的重力分量。教学反思与总结这节课下来，我感觉收获颇丰，但也发现了一些需要改进的地方。首先，我想分享一下我在教学方法上的反思。

在导入新课的时候，我通过提问和展示图片的方式，试图激发学生的兴趣。我觉得这个方法挺有效的，学生们对失重和超重现象都表现出了浓厚的兴趣。但是，我也注意到有些学生对于物理概念的理解还不够深入，这可能是因为我在讲解时没有足够的时间去细化每一个概念。我打算在今后的教学中，适当增加对基础概念的解释和举例，帮助学生更好地理解。

在讲解基础知识时，我使用了牛顿第二定律作为核心，通过实例让学生理解失重和超重的物理意义。我发现，通过实验演示和多媒体教学，学生们对这部分内容的理解更加直观。不过，我也发现有些学生对于力学单位的换算感到困惑。在接下来的教学中，我计划增加一些换算练习，让学生在练习中熟悉和掌握换算方法。

在案例分析环节，我选择了电梯和航天器返回地球的案例，这些案例与学生的生活经验比较接近，他们能够更好地理解物理知识的应用。在小组讨论中，学生们积极参与，提出了很多有创意的想法。这让我很高兴，因为这说明他们不仅学会了知识，还学会了如何运用知识解决问题。

然而，我也发现了一些问题。比如，在课堂展示环节，有些学生的表达能力不够清晰，这可能是由于他们在准备展示时不够充分。为了解决这个问题，我打算在课后提供更多的时间让学生进行练习，并鼓励他们多参与课堂讨论。

在教学管理方