2024-2025学年高中物理 第三章 牛顿运动定律 第六节 超重与失重教学设计 教科版必修1

2024-2025学年高中物理第三章牛顿运动定律第六节超重与失重教学设计教科版必修1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第三章牛顿运动定律第六节超重与失重教学设计教科版必修1教学内容分析嗨，亲爱的同学们，今天我们来一起探索物理世界的奇妙——牛顿运动定律中的“超重与失重”。这节课，我们聚焦于教科版必修1第三章的“牛顿运动定律”部分，重点解读“超重与失重”这一概念。同学们，你们有没有想过，为什么有时候我们会觉得电梯上升时特别重，而下降时又觉得轻飘飘的？这背后的原理，就是我们今天要学习的重点。通过这节课的学习，我们不仅能更好地理解生活中的物理现象，还能提升解决实际问题的能力哦！😄🤔📚核心素养目标1.**科学思维**：通过分析超重与失重现象，提升对物理现象的观察、分析和解释能力。

2.**科学探究**：通过实验和理论结合，学习如何设计实验、收集数据和得出结论。

3.**科学态度与责任**：认识到物理学在技术发展和日常生活中的重要性，培养严谨求实的科学态度。

4.**科学、技术、社会与环境**：理解超重与失重现象在航空、航天等领域的应用，增强科技与生活相连的认识。学习者分析1.**学生已经掌握的相关知识**：在进入本节课之前，学生们已经学习了牛顿第一定律和第二定律，对力的概念、质量、加速度等基础物理量有了初步的认识。此外，他们可能对自由落体运动和简单机械运动有一定的了解。

2.**学生的学习兴趣、能力和学习风格**：高中生的学习兴趣通常较为广泛，对物理现象的好奇心较强。他们的学习能力也相对成熟，能够通过阅读、讨论和实践等多种方式学习新知识。学习风格上，有的学生偏好理论分析，有的则更倾向于实验操作，有的则喜欢通过小组合作来学习。

3.**学生可能遇到的困难和挑战**：部分学生可能在理解加速度和力的关系时遇到困难，特别是在区分超重和失重时的动态分析上。此外，对于非惯性参照系下的物体运动状态的理解也可能是一个挑战。实验操作能力不足的学生可能会在设计和进行实验时遇到障碍。因此，教学中需要注重帮助学生建立正确的物理模型，并通过多样化的教学方法来克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备了教科版必修1的物理教材，特别是第三章“牛顿运动定律”部分。

2.辅助材料：准备与超重与失重相关的图片、图表、动画视频等多媒体资源，以增强学生对抽象物理概念的理解。

3.实验器材：准备天平、弹簧测力计、滑轮等实验器材，用于演示和支持理论教学。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，确保实验安全进行，同时为学生提供充足的空间进行互动和讨论。教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：同学们，你们有没有坐过电梯？有没有觉得在电梯上升或者下降时，自己的体重会有变化？今天我们就来揭开这个神秘的现象——超重与失重。让我们一起探索其中的奥秘吧！😉

2.回顾旧知：在进入新课之前，我们先回顾一下之前学过的牛顿第一定律和第二定律，这些定律将会帮助我们更好地理解超重与失重现象。

二、新课呈现（约30分钟）

1.讲解新知：

-首先，我会详细讲解超重与失重的概念，包括它们是如何产生的，以及它们在生活中的具体表现。

-接着，我会通过几个简单的例子，比如乘坐电梯、乘坐飞机等，来帮助学生理解这两个概念。

2.举例说明：

-通过电梯上升和下降的实例，展示超重和失重现象。

-结合飞机起飞和降落的过程，解释飞机乘客在失重状态下的感受。

3.互动探究：

-引导学生分组讨论，探讨超重与失重现象背后的物理原理。

-设计一个小实验，让学生亲自体验超重与失重，加深对知识的理解。

三、巩固练习（约20分钟）

1.学生活动：

-分组进行练习，每组选择一个与超重或失重相关的实际情境，进行模拟实验或设计实验方案。

-学生根据所学知识，分析情境中的物理现象，并尝试解释原因。

2.教师指导：

-巡视各组，观察学生的实验操作和讨论情况，及时给予指导和帮助。

-针对学生在实验中遇到的问题，进行针对性的讲解和示范。

四、总结与拓展（约10分钟）

1.总结：

-引导学生回顾本节课所学内容，强调超重与失重现象的物理原理。

-强调实验在物理学习中的重要性，鼓励学生在日常生活中观察物理现象。

2.拓展：

-提出一些与超重和失重相关的问题，引导学生思考。

-分享一些相关的科学新闻或视频，激发学生的兴趣，拓展他们的知识面。

五、课后作业（约10分钟）

1.完成课后习题，巩固所学知识。

2.收集生活中与超重和失重相关的实例，下节课分享。教学资源拓展1.**拓展资源**：

-**牛顿运动定律的历史背景**：介绍牛顿运动定律的发现过程，包括伽利略的实验和牛顿的思考，以及这些定律对物理学发展的影响。

-**失重现象在航天领域的应用**：探讨失重对宇航员生理和心理的影响，以及如何在太空中维持宇航员的健康。

-**超重与失重实验案例**：收集和分析历史上著名的超重与失重实验，如牛顿的苹果实验、阿波罗计划中的失重实验等。

-**日常生活中的超重与失重实例**：收集日常生活中常见的超重与失重现象，如乘坐电梯、过山车等。

2.**拓展建议**：

-**历史探究**：鼓励学生通过图书馆或互联网查找资料，了解牛顿运动定律的历史发展，以及这些定律是如何被发现的。

-**科学实践**：建议学生参与或设计简单的物理实验，如使用滑轮系统来观察超重与失重现象，或者模拟飞机起飞和降落过程中的失重体验。

-**跨学科学习**：引导学生思考超重与失重现象在其他学科中的应用，如生物学中的重力对生物体的影响，或者工程学中如何设计能够承受超重环境的建筑和机械。

-**科技前沿**：推荐学生关注最新的科技动态，了解超重与失重技术在现代科技发展中的应用，如空间站的设计、地震预警系统等。

-**案例分析**：通过分析具体的案例，如航空事故中的失重现象，让学生学会如何运用物理知识解释实际生活中的复杂问题。

-**科普文章**：推荐阅读相关的科普文章或书籍，如《牛顿的苹果》等，以更深入地理解物理学的基本原理和科学家的研究方法。教学反思这节课下来，我对自己的教学效果有了一些思考。首先，我觉得导入环节做得不错，通过电梯的例子，学生们很快就对超重与失重现象产生了浓厚的兴趣。他们积极参与讨论，这让我很高兴，因为这说明我找到了激发他们学习动力的方法。

然后，在新课呈现环节，我注意到学生们对超重与失重概念的理解还是有点吃力的。尤其是在动态分析方面，他们很难将抽象的概念与实际现象联系起来。这让我意识到，我在讲解新知时可能需要更加注重直观性和实例的运用。比如，我可以用更多的动画或者视频来展示电梯上升和下降时的受力变化，这样可能更容易让他们理解。

在互动探究环节，我看到了学生们积极参与的身影，他们通过实验和讨论，对超重与失重的原理有了更深的认识。但也有一些学生显得比较被动，这可能是因为他们的实验操作技能不足，或者是对物理实验缺乏足够的兴趣。因此，在今后的教学中，我需要更多地关注这些学生的需求，提供更多的实验机会和指导。

巩固练习环节，学生们通过小组合作，尝试将所学知识应用到实际问题中，这是一个很好的学习过程。我发现，当学生自己动手解决问题时，他们的学习效果会更好。所以，我打算在接下来的教学中，更多地设计一些实际问题，让学生在实践中学习。

在教学过程中，我还发现了一些可以改进的地方。例如，我在讲解超重与失重现象时，可能过于依赖理论分析，而忽略了学生的直观感受。我觉得以后可以多设计一些直观的演示实验，让学生在“看”和“做”中学习。

此外，我还意识到，教学不仅仅是传授知识，更是激发学生的思维能力和创新能力。在今后的教学中，我会更加注重培养学生的科学思维和探究能力，鼓励他们提出问题、解决问题。

最后，我想说的是，教学是一个不断反思和改进的过程。今天的这节课让我看到了自己的不足，也让我对未来充满了期待。我相信，通过不断的努力和反思，我能够更好地帮助学生掌握物理知识，培养他们的科学素养。课后作业1.**实验设计题**：

设计一个实验来验证电梯在加速上升和下降时的超重和失重现象。要求说明实验目的、原理、器材、步骤、数据记录和分析方法。

**答案示例**：

-实验目的：验证电梯在加速上升和下降时的超重和失重现象。

-原理：根据牛顿第二定律，电梯的加速度会影响乘客所受的支持力。

-器材：电梯、体重计、计时器、记录纸。

-步骤：1.乘客站在体重计上，记录静止时的读数。2.电梯加速上升，记录体重计读数和加速度。3.电梯加速下降，记录体重计读数和加速度。4.分析数据，计算支持力与重力的比值。

2.**应用题**：

一个人在电梯中，电梯突然从静止开始加速上升，人的体重计读数从500N增加到600N。求电梯的加速度。

**答案示例**：

-根据牛顿第二定律，F=ma，其中F是支持力，m是质量，a是加速度。

-支持力F=600N，重力G=500N，质量m=G/g=500N/9.8m/s²≈51kg。

-加速度a=(F-G)/m=(600N-500N)/51kg≈0.95m/s²。

3.**比较题**：

比较以下两种情况下的加速度：一个人站在静止的电梯中，电梯突然加速上升；一个人站在静止的升降机上，升降机突然加速下降。

**答案示例**：

-在两种情况下，加速度的大小相同，都是由于电梯或升降机的加速度引起的。不同的是，在电梯中，加速度方向向上，导致超重；而在升降机中，加速度方向向下，导致失重。

4.**分析题**：

解释为什么在飞机起飞和降落时，乘客会感觉到失重。

**答案示例**：

-在飞机起飞和降落时，飞机的加速度方向与重力方向相反。当飞机加速上升时，乘客受到的支持力小于重力，因此感觉到失重；当飞机减速下降时，同样由于加速度方向与重力方向相反，乘客也会感觉到失重。

5.**计算题**：

一个物体在地球表面受到的重力是10N，如果它被带到月球表面，它的重力会是多少？

**答案示例**：

-月球的重力加速度约为地球的1/6，因此物体在月球表面的重力是10N*(1/6)≈1.67N。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-超重现象：物体所受的支持力大于其重力的现象。

-失重现象：物体所受的支持力小于其重力的现象。

-非惯性参照系：相对于加速度变化