超重和失重教学设计（1）

教学目标

1、知识目标：

（1）知道什么是．

（2）知道产生的条件．

2、能力目标：观察能力、对知识的迁移能力

3、情感目标：培养学生学习兴趣，开阔视野．

教学建议

教材分析

本节通过对运动的升降机中测力计的示数变化，讨论了什么是超重现象、失重现象以及完全失重现象，并指出了它们的产生条件．

教法分析

1、通过实例让学生分清“实重”和“视重”．从而建立的概念．同时认识到物体的重力大小是不会随运动状态变化而变化的．

2、依据力和运动的关系明确给出的产生条件．

3、借助实验和课件建立感性认识，辅助理解；与实际生活紧密联系，激发学习兴趣．

教学设计示例

教学重点：的概念及产生条件．

教学难点 ：视重和实重的区别．

示例：

（一）什么是物体视重

视频：台秤称物体视重．

问题：1、物体的实际重力变化了没有？2、台秤的视数变化了没有？怎样变的？3、物体的重力和台秤的视数反映的力从性质上说有什么不同？

通过学生的观察和讨论引出（分析时要建立如课本所示的模型）：

实重：即物体的实际重力，它不随物体运动状态变化而变化的．

视重：指物体对支持物的压力或悬挂它的物体的拉力，它随物体运动状态变化而变化．

超重：视重大于实重的现象．

失重：视重小于实重的现象．

完全失重：视重等于零的现象．

（二）产生的条件

分析典型例题1，总结出物体超重还是失重仅与其运动的加速度方向有关，而与其运动方向无关．

超重产生条件：物体存在竖直向上的加速度．设物体向上的加速度为 ，则该物体的视重大小为 ．

失重产生条件：物体存在竖直向下的加速度．设物体向下的加速度为 ，则该物体的视重大小为 ．当 时， ＝0，出现完全失重现象．

当物体运动加速度 ＝0时，视重等于实重，即物体对水平面的压力或悬绳对物体的拉力大小等于物体的重力．

为了加强感性认识，提供课件：完全失重现象．（也可作该实验）

探究活动

题目：做一个关于失重或超重的实验装置（或设计一个小实验）

（提示：用火柴盒和发光二极管演示完全失重现象）

组织：自愿结组．

方式：展示、比赛，评出优胜奖．

评价：培养学生动手能力和学习兴趣．

超重和失重教学设计（2）

教学目标：

1、了解超重和失重现象

2、运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。

3、培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力；培养学生设计实验的能力。

4、渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

教学重点：

超重和失重的实质

教学难点：

在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。

教学方法：

实验推理法、讲练法

教学用具：

一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑等。

课时安排

1课时

教学步骤：

一、导入新课

学生活动：小车的质量为2kg，用平行于斜面的弹簧秤拉着以加速度大小为2。5m/s2，沿着倾角为30度的光滑斜面运动，请同学讨论计算：

第一组同学完成：沿斜面加速向上运动时，弹簧秤的示数为多少？

第二组同学完成：沿斜面加速向下运动时，弹簧秤的示数为多少？

第三组同学完成：沿斜面减速向上运动时，弹簧秤的示数为多少？

第四组同学完成：沿斜面减速向下运动时，弹簧秤的示数为多少？

第五组同学完成：在斜面保持静止时，弹簧秤的示数为多少？

交流汇报各组计算结果（学生活动）

预设提示a：物体的速度方向和运动方向之间有什么关系？

b：物体做加速或减速运动时，加速度方向和速度方向之间有什么关系？

讨论预设问题：

（1）各组同学将结果与第五组同学结果比较，有什么特点？

（2）这一特点可能与哪一个物理量有关？

（3）你发现了哪些规律性的东西呢？

教师设问：

（1）倾角增大到90度时，各组的'计算结果将会如何？（在已被证明正确的理论上进行合理外推）

（2）为什么外推后的推理结果与物体的重力完全相等呢？（引出学生猜想与探究）

过度语：大家外推后的结果其实就是人们经常谈到超重和失重，那么：什么是超重和失重呢？本节课我们就来研究这个问题。

二、新课教学：

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1：知道什么是超重和失重；

2：知道产生超重和失重的条件；

（二）学习目标完成过程：

1：超重和失重：

为了便于研究外推后的结果是否正确，在课堂上提供一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑请同学设计实验（在教师的点拔下设计实验可行）

（1）学生活动：

学生用语言说明如何设计实验（可操作性、可观察性、科学性的要求）

（2）实验观察与研究：

设问：什么情况下会出现超重？什么情况下会出现失重？

学生猜想：向上运动时超重，向下运动时失重。

观察实验：

（1）向上运动时示数是变大吗？向下运动示数是变小吗？哪到底与哪一个物理量有关呢？

（2）为什么当加速度向上时，产生超重现象，当加速度向下时，产生失重现象你能用理论解释吗？

（3）学生活动：谁还利用身边的器材设计一个实验，定性说明失重现象不一定发生在向下运动过程中，并能说明当加速度为g时，支持力为0时的现象？

教师说明：上例实验中的支持力为0的现象称为完全失重现象，那么有哪位同学能根据自己的经验举例说明？

（4）学生体验分享：（各组至少说出一例超、失重现象的体验并解释）预设如下：

（1）：同学们请分析说明“蹦极”全过程中哪些是超重，哪些是失重或完全失重

（2）：在旅行车中，车加速上坡或下坡（坡度较大）时，分别是什么原因引起的呢？

（3）：游乐场乘坐过山车时；你的感觉是什么引起的？

2：课堂总结：

结合导入新课的斜面问题用科学外推法得到：（前呼后应）

（1）当物体有向下的加速度时，产生失重现象（包括匀减速上升，匀加速下降）。此时F压或F拉小于G。

（2）当物体有向下的加速度且a=g时，产生完全失重现象，此时F压=0或F拉=0；

（3）产生失重和完全失重时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力。

3、小试牛刀：

质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上，在下列哪种情况下，弹簧秤读数最小：

A：升降机匀速上升；

B：升降机匀加速上升，且a=

c：升降机匀减速上升，且a=

d：升降机匀加速下降，且a=

5：请学生自行解答本课上的思考与讨论：

三、作业：

练习六课本

四、板书设计：

知识体系分析：

“超重与失重”是牛顿第二定律的具体应用。课标要求：通过实验认识超重与失重现象。通过这节课的学习，既能进一步巩固学过的受力分析、牛顿运动定律等知识，也为以后学习圆周运动一章和有关卫星运动时卫星中的物体处于完全失重状态的正确理解打下基础。

教学环节设计分析：

本案例设计的主要教学环节的教学流程图如下：

从已有的理论知识引入展开讨论计算并总结结论科学外推猜测结论并设计实验论证观察分析讨论交流建立理论联系实际交流感受小试牛刀。

由于本节课是在学习了牛顿第二定律后的初步应用，已经具备一定的知识和能力，所以基于探究性学习的特点和物理学科的实验性，采用探究式教学方式是可行的。又由于教学设计由浅入深、层次清楚、重点突出、难点有效突破、可操作性好、可行性强。

本案例教学设计力求在以下方面有所创新与突破：

1、教学观念与学习方式的创新与突破

在课前引入的过程中，强调让学生自主地建构和完整自己的认知结构，在实验探索上，强调学生自行设计实验论证猜想。在交流讨论、问题猜想、实验探究、理论论证、实际应用和总结提高又是一次又一次图式的同化和顺应的过程，原有图式的再次改造和完善，构建成螺旋型认知结构体系。

2、教材内容整合与教学资源高效利用的创新与突破。

教学反馈设计分析：

1、课前上位的反馈：

通过牛顿运动定律在斜面上的应用；在课堂交流展示，并在教师的引导下，进行对比发现规律和和问题。

2、重点内容难点突破的反馈：

通过学生设计性模拟电梯实验中，让学生带着问题观察思考可以检测学生的对重难点理解程度。最后通过设计完全失重小实验、体验分享、小试牛刀和课堂小结进行有效反馈

超重和失重教学设计（3）

富阳市实验中学青年教师培训展示公开课

《超重和失重》教学设计

孔林军

【教材分析】

本部分内容讲述超重和失重现象及其产生原因，并且将其应用在具体问题中：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改变。

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，过程应多安排些学生的动手实验机会，让学生有切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学生对超失重的理解。

【学生情况分析】

1．自然状况：学生为高一年级一个普通班，学生的学习基础处于年级中等水平，但班级中有一部分学生思维较活跃；

2．知识基础：前面学生已经学习并较好掌握了运动学和牛顿运动定律知识，这为超重和失重学习打下一个比较好的基础；

【教学目标】

知识与技能：

1．了解超重与失重现象；

2．运用牛顿第二定律研究超重与失重现象；

3．运用超重与失重知识解决实际生活中的问题。

过程与方法：

1．体会应用实验研究物理问题的过程；

2．体会运用牛顿第二定律解决问题的方法。

情感态度价值观：

通过多种我们身边实验的教学，激发学习的动力。

【教学重难点】

1．理解超重与失重现象的力学本质；

2．了解完全失重现象；

3．运用超重与失重的原理解决实际问题。

【教学设计思想】

1．以随堂演示小实验和学生实验探究为核心

(1)感受超失重；

(2)实验研究超失重

(3)实验探究完全失重；

(4)观察水瓶的完全失重现象。

2．以递进式的问题为引导

(1)什么是超失重现象？

(2)什么情况下会发生超失重现象？

(3)超失重现象的力学本质是什么？

(4)什么是完全失重？其力学本质是什么？

【教学器材】

天平，沙漏，纸带，摄像头，钩码，体重秤，水瓶，两本书

【教学过程流程图】

【教学过程】

课堂引入：问题1.我们一般可以用什么来测量物体的重量

学生答：……………….

演示实验一：天平测量黑箱（内部为沙漏）

先正向朝上测量，在翻转测量------现象不平衡

一、超重和失重现象

课堂实践：

(1)用手托住钩码，并保持静止，感受钩码的重力大小。

(2)手从静止开始突然向上运动，再从静止开始突然向下运动，过程中有何感受？

(3)用纸带将钩码系住，手提另一端，加速上提

现象断裂

课堂思考：真的是钩码的重力变化了吗？没有，根据G=mg可知重力不变。

那么，过程中什么量发生了变化？钩码对手的压力和钩码对纸带的拉力发生了变化。 定义：什么是视重,什么是实重

例1.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当升降机以a=5m/s2加速度匀加速上升时，弹簧秤的示数为多少？

拓展：

若升降机以a=5m/s2加速度匀减速下降时，弹簧秤的示数又为多少？

教师学生总结：

超重现象的定义、条件、本质

生活中的应用：测体重人迅速站起

例2.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当升降机以a=5m/s2加速度匀加速下升时，弹簧秤的示数为多少？

拓展：

若升降机以a=5m/s2加速度匀减速上降时，弹簧秤的示数又为多少？

教师学生总结：

失重现象的定义、条件、本质

生活中的应用：测体重人迅速蹲下

例3.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当以a=g匀加速下降时，则弹簧秤示数为多少？

教师学生总结：

完全失重现象的`定义、条件、本质

生活中的应用一：漏水的瓶子的自由落体，上抛运动，平抛运动

生活中的应用二：相互插在一起的书本在桌面上双手拉和自由落体时拉的区别

四、运用超重和失重知识解决实际问题

1．请为我国的航天员设计超重和完全失重环境，让他们进行超重和失重的训练。

2.在娱乐场所中很多的超重和失重有关的项目

【教学反思】

1．设计好实验是前提

物理学是以实验为基础的学科，很多概念和规律的建立都需要有一个实验操作的过程，所以做好实验是学好物理知识的前提。本节课中设计有随堂小实验，学生实验，课中教师演示实验，从各个层面帮助学生理解超失重知识。

2．关注实验的操作和分析是重点

物理实验过程不能是简单放任过程，而应该关注学生在操作过程中的各项细节，以及对实验现象和数据的分析与处理，都应给予及时的指导：在实验过程中教师可以关注：学生为了达到实验目的而采取的实验策略；为了减小实验误差而进行的实验调整，实验操作完成后的数据分析与处理等等。

3．科学探究的过程是灵活的

科学探究是物理学习过程中的一种手段，它可以帮助学生更好地学习物理知识，加深对物理知识的理解，我们的物理课堂需要科学探究，但不是生搬硬套的科学探究完整流程，而是灵活的采用科学探究的某个环节或某几个环节，如本节课中有的实验只需要简单体会一下即可，而有的实验需要精心设计和测量，并要有一定的猜想与假设。

同时科学探究不等于科《超重和失重》教学设计学实验，没有物理实验也可以进行科学探究，那是思维探究，这也是一种很好的探究方式，且很多时候更适合与高中学生。如本节课中从力学本质上对超失重的分析就属于思维上的科学探究。

4．科学实验探究能否高效

这是一个困扰大家的问题，物理实验的进行会延缓课堂的进程和容量，使课堂效率降低，如何解决好这样的问题呢？我自己认为可以从以下几方面加以改进：

(1)增加课前的培训，磨刀不负砍柴功，让学生事先熟悉实验器材与一些实验的基本操作，可以减少学生在课堂上由于耽误不必要的时间；

(2)实验前先明确实验目的，并且做适当的实验引导，如本节课中提出几个实验思考题，让学生带着问题进行实验，学生实验过程中的目的性就得到加强，实验效率也得以提高；

(3)实验过程中的引入竞争，教师在实验巡视过程中应及时地发现做得比较好的学生，当众表扬，并鼓励其他小组来进行学习，从而加快落后小组的实验进程，进而提高整体课堂实验的效率。