超重失重物理教学设计.doc

Life is to live beautifully and walk sonorously.整合汇编简单易用（页眉可删）超重失重物理教学设计 超重失重物理教学设计1教学目标：知识与技能1. 知道什么是超重、失重。 2. 知道产生超重、失重的条件。 3. 会分析解决超重、失重的问题。 过程与方法1. 观察超重和失重现象，明确生活中超重和失重是常见的现象。 2. 亲自体会超重和失重，并能用牛顿定律加以解释。 情感、态度和价值观1. 通过对超重、失重的解释，明确超重和失重的本质。 2. 物理规律重在应用，切不可死记硬背。 教学重点难点：重点是对超重、失重的理解及其产生条件;难点是对超重和失重的应用。教学方法：试验探究与理论分析相结合 教学过程：神州五号上天好像就是昨天的事，前不久神州六号也已经安全返回了地面。通过新闻报道，同学都已经知道了很多宇航员的感受和在太空当中的一些生活状态，下面我就看一段我们的航天英雄杨立伟与记者的一段对话。创建物理情景】(多媒体展示杨立伟在太空的照片及返回地面后与记者的一段对话。)记 者：当你乘坐飞船升空时，你有什么感觉? 杨利伟：感到有载荷，就是感到胸部受到压力。 记 者：压力很大吗?感到很难受吗?杨利伟：还可以，不觉得很难受。我们平时训练时，这种压力可达到8个G，说得通俗点，就是等于有8个人压在你身上。飞船加速上升时，压力没有这么大。记 者：你什么时候感受到失重?当时的感觉怎么样?杨利伟：在船箭分离的时候，感到身体突然被抛了一下，就飘了起来，船里的小尘埃也飘起来了。提问：上面对话中的“有载荷”、“有压力”、“失重”等是怎样的情况下产生的?你是否也有过“类似”的经历?(此处学生的回答可能跳过第一个问题，直接回答第二个问题，没有关系，这些问题可以在后面再解释，这个地方主要是调动同学们的兴趣。学生的回答也可能有很多，比较典型的有：坐电梯;坐海盗船;坐过山车;汽车在下坡的时候等等。)同学们已经说了很多“类似”的情况，但这些情况我们在课堂上都无法重现，这样吧，我们来做个简单点的。 【试验体会】用手掌托起一叠比较重的书，先让手缓缓上下移动，体会一下书对手掌的压力根静止时是否相同?然后，手由静止突然下降(或快速上升时突然停止)，再体会手掌受到的压力根静止时有什么不同?(这个实验可以师生一起进行，老师可以引导学生的动作。) 刚才我们做了一个小实验体会压力的变化，有的同学说体会不是很明显，下面我们就利用你面前的试验器材进行试验探究，用测力计上的示数说话。 【试验探究】试验器材：一个测力计几个钩码(以同桌为一个小组)试验过程：在测力计下挂钩码，仔细观察测力计静止时，突然上升的瞬间和突然下降的瞬间，测力计的示数变化。观察结果：(1)静止时，示数不变(2)突然上升的瞬间，示数突然增大(3)突然下降的瞬间，示数突然减小为什么会出现这种情况呢?下面就请同学们用我们以前学过的知识分析一下。然后请同学们起来说结果。 【分析论证】 首先我们要对钩码进行受力分析和运动分析 (1)静止时，受力分析和运动分析如图受力平衡：T=mg(2)突然上升时，有加速度，由牛顿第二定律得，Tmg=maT=mg+mamg(3)突然下降时，由牛顿第二定律得，mg T=maT=mgma【总结】. 超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力) 大于物体所受重力的现象，叫做超重现象。. 失重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力) 小于物体所受 重力的现象，叫做失重现象。 【思考与讨论1】1.是否只有上升时，才会超重?分析一下，当飞船返回地面，减速下降时，杨立伟会有什么感受?由牛顿第二定律得，Nmg=maN=mg+mamg杨利伟会感觉有压力，属于超重现象。2、 如果飞船减速上升会有什么感觉? 由牛顿第二定律得，mg N=maN=mgma杨利伟会感觉轻飘飘的，属于失重现象。比较我们分析的两次超重和失重的情况，看看有什么特点，总结超重、失重的条件。 【总结】3. 超重：具有竖直向上的加速度 失重：具有竖直向下的加速度注意：超重现象和失重现象与物体的速度方向及速度大小无关。【思考与讨论2】当物体向下的加速度达到g时，会出现什么情况?学生分析：由牛顿第二定律得，mg N=maN=mgma=0压力或者拉力为0，即如果用测力计测量物理的重量，测力计上的示数为 0，这种现象叫做完全失重。 【演示试验】下方钻孔的饮料瓶装满水，自由下落时，水不会流出来 请同学们解释为什么? 太空就是一个完全失重的环境，请问同学们，在太空当中那些物理仪器是不能使用的?(天平、水银气压计、磅秤等) 【思考与讨论3】1. 在超重或者失重时，物体所受的重力是否发生变化了? (学生回答：没有) 2. 那么变化的是什么?(学生回答：压力或者支持力)【总结】3. 注意：物体处于超重状态或者失重状态时，物体所受的重力并不变，变化的只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力。【练习】观察在体重计上做下蹲运动时，体重计指针的变化。请同学们解释原因。【课堂小结】(多媒体展示)1.超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)大于物体所受重力的现象，叫做超重现象。2.失重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持力的压力)小于物体所受重力的现象，叫做失重现象。3.超重、失重的条件：超重：具有竖直向上的加速度 失重：具有竖直向下的加速度4. 注意：(1)超重现象和失重现象与物体的速度方向及速度大小无关。 (2)物体处于超重状态或者失重状态时，物体所受的重力并不变，变化的只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力。 【课后练习】据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63kg(装备质量不计)，假设飞船以加速度8.6m/s2竖直上升，这时他对座椅的压力多大?杨利伟所说的训练时承受的压力可达到8个G，这表示什么意思?超重失重物理教学设计2【学习目标】1、知道物理学中超重和失重现象的含义，并能通过牛顿定律进行定量分析2、由牛顿第二定律导出自由落体加速度，并推广至竖直上抛运动【重点难点】1、重点：超重与失重现象产生的条件和原因2、难点：探究超重与失重现象产生的条件和原因【学习过程】一、例题导入：如图，一个人质量为m的人站在电梯内的体重计上，求以下几种情况中人对体重计的压力。1、人和电梯一同静止或匀速运动时：2、人随电梯以加速度a匀加速上升时：3、人随电梯以加速度a匀减速下降时：4、人随电梯以加速度a(a5、人随电梯以加速度a(a6、人随电梯以加速度g匀加速下降时：思考：(1)满足什么条件，体重计示数等于人的重力?(2)满足什么条件，体重计示数大于人的重力?(3)满足什么条件，体重计示数小于人的重力?二、知识概念：1、超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 ? 自身重力的现象;条件：物体具有? ? 的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况)。2、失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 自身重力的现象;条件：物体具有 的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况)。3、完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于 的现象;条件：物体具有的加速度a= 且向? 运动时(包括向下加速或向上减速两种情况)思考：(1)超重是不是物体重力增加?失重是不是物体重力减小?(2)在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用?(提示：在完全失重状态下，平常一切与重力有关的现象都完全消失)【课堂练习】1、某人站在台称上，在他突然蹲下的过程中，台秤示数的变化情况是( )A、先变大，后变小，最后等于他的重力? B、先变小，后变大，最后等于他的重力C、变大，最后等于它的重力? D、变小，最后等于它的重力2、原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是( )A、加速上升? B、减速上升?C、加速下降? D、减速下降【课堂作业】1、问题与练习42、创新设计相关例题和习题超重失重物理教学设计3教学课题：超重与失重【教材分析】 自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们常谈到超重和失重，在实际生活中也有许多超重和失重现象发生。因此本节课要帮助学生正确理解超重和失重现象，并且运用超重和失重现象来解决一些实际问题。在分析超重和失重问题时，加速度是关键。物体的速度不能反映物体的受力情况，只有加速度才能反映物体的受力情况.应灵活运用牛顿第二定律和运动学的规律解题，必要时要用牛顿第三定律转换研究对象。“失重和宇宙开发”这个阅读材料可以开阔学生眼界和思路，应组织学生阅读，还可倡导学生查阅有关资料或观看科技影视片，并在此基础上，请同学们谈谈自己的“太空试验想象”以培养学生丰富的想象力和创新能力。 【教学目标】 知识与技能1.理解超重和失重现象及两者的产生条件;理解超重和失重现象的本质;2.培养学生善于发现问题并提出问题的能力;提高学生在处理实际问题时提炼出模型的能力;增强学生能在多种情景中找出问题的实质的能力; 过程与方法1、观察并感受超重和失重现象2、经历探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用 情感态度价值观: 1情景和热情引导、鼓励学生敢于探索、敢于提问，勇于创新;借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，培养学生热爱物理、热爱科学的情感; 2学会同学间交流与合作、学会参与小组活动; 【教学重点】完全失重现象。【教学难点】准确理解超重、失重和完全失重现象的本质。掌握超重和失重现象并不是物体的重力发生变化，而是物体所受的支持力或拉力发生了变化。【教学过程】 新课导入:视频: 杨立伟体验失重现象2003年10月15日9时，中国成功发射第一艘载人飞船神舟五号!21个小时23分钟的太空行程，标志着中国已成为世界上继前苏联/俄罗斯和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们常谈到超重和失重. 那我们来看一下太空中失重到底会出现什么样的现象呢? 超重失重只会出现在航天业?生活中会不会出现超重与失重现象呢?它的实质是什么呢?这就是我们本节所要研究的内容. 一体验什么是超重失重: 1 提问弹簧称是怎样称出物体的所受重力的?让学生通过分析，加深对平衡条件、作用力与反作用力的理解。弹簧称：平衡时，物体所受的重力跟弹簧称给物体的拉力大小相等、方向相反。而弹簧称读出来的数值跟其受到拉力对应，根据作用力与反作力原理，弹簧称受到的拉力与弹簧称给物体的拉力相等，所以弹簧称能读出物体所受到重力对应的数值。 提问称同一个物体时，弹簧称的读数会不会发生变化?先让学生思考，然后做演示：在下面三情况下用弹簧称物体，同学观察读数有没有变化。a加速向上;b加速向下。同学可以观察到弹簧称的读会比物体实际的重量或大或小，这样就可以引出课题，同时对超重与失重有初步的了解： 超重:视重大于重力 失重:视重小于重力这两种情况下物体的重力变了吗? 物体在同一地理位置,所受重力是相同的,与运动状态是无关的,那么是什么使:视重与重力之间产生差异了呢?我们来研究一下 运动学描述规律1：当物体加速上升时，拉力大于重力，物体处于超重状态 规律2：当物体减速上升时，拉力小于重力，物体处于失重状态 规律3：当物体加速下降时，拉力小于重力，物体处于失重状态 规律4：当物体减速下降时，拉力大于 重力，物体处于超重状态. 力学本质：超重：物体具有向上的加速度，合力向上，F mg 失重：物体具有向下的加速度，合力向下，F mg选定加速度方向为正方向表达式： F = mg ma与V无关。 在失重中有一种特殊的现象，那就是完全失重 演示实验：开孔的瓶子为什么不漏水?完全失重状态：测力计的示数等于零(即物体对支持物或悬挂物完全没有作用力)，物体 “好像没有重力” 的状态思考(1)：完全失重时为什么作用力为零 思考(2)：完全失重的力学特征是什么 思考(3)：还有哪些情况会产生完全 失重现象完全失重的利于弊：(1)在人造卫星中所有靠重力效应工作的仪器都失效!(2)利用完全失重条件的科学研究超重失重物理教学设计4【教材分析】超重与失重是选择人教版高一物理第五章研究力与运动的关系第五节的内容。教材第一二章是对运动学概念和规律的学习应用，三四章是对力学基本概念，常见力性质及共点力作用下物体的平衡的学习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【设计思想】本节利用饮料瓶设计实验引入新课，贴近学生的生活，在此基础上设计易于操作的探究超重与失重的实验，让每个学生都参与到课堂中，提高学生积极性，从而较容易得出超重与失重的定义;超重与失重的理论分析，给了学生思考的空间，整节课的设计符合“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探索、勇于实验、勤于思考”的新课标的要求。采用力的传感器代替弹簧秤可以让学生更清楚的看到拉力的变化，并且可以演示完全失重现象。本教学设计在条件达不到的学校，可以用弹簧秤代替传感器。教学目标 【教学目标】(一)知识与技能1、通过实验认识超重和失重现象，2、理解产生超重失重现象和失重现象的原因3、知道完全失重现象(二)过程与方法1、 观察并感受失重和超重现象2、经历探究产生超重和失重现象的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。(三)情感、态度与价值观1、通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。2、培养学生科学探究能力，激发成就感;养成学科学、爱科学、用科学的习惯;从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。【重点难点】重点：通过实验探究和小组讨论，理解产生超重失重现象的条件和实质。难点：超重、失重不是重力的增加或减少，而只是物体对支持物的压力或是对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力依然存在且大小不变。【教学器材】力传感器、电脑、重锤、细绳、演示弹簧秤、饮料瓶 【教学过程】小实验：一个盛满水的饮料瓶，在底部及瓶身周围钻几个洞，静止在手中时，水会流出;如果突然松手，让饮料瓶自由下落时，会观察到什么现象? 现象：当饮料瓶自由下落时，水不会流出。提问：刚才的实验中我们看到水会流出的原因是什么?当饮料瓶自由下落时，水不会流出的原因又是什么?请结合生活经验谈谈你的看法。因为重力而使水对器壁产生了压力，所以水会流出。实验中当饮料瓶自由下落时，重力仿佛消失了，实际上是压力消失了。 谈体会:1、播放游乐场中过山车的视频，请同学们谈谈在游乐场玩十环过山车、垂直过山车等时的感受?学生：害怕、上坡时感觉比较稳、下坡时感觉重力仿佛消失了等。2、除了过山车，在生活中还有哪些时候会让我们有与过山车一样的感受? 学生：乘汽车上陡坡或下陡坡、飞机起飞或降落、乘电梯、?2 小结：刚才同学们所谈到的就是“超重与失重”现象，今天我们就一起探讨超重与失重的问题。 演示实验：在弹簧秤下悬挂钩码，当钩码静止时，读出弹簧秤的示数，问：钩码的重力是多少?你是怎么知道的?(利用二力平衡分析弹簧秤测量物体重力的原理，对学生来说已不是难题) 小结：当物体处于静止或匀速运动时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于物体的重力。 实验探究：探究一：请同学们用力传感器测出桌面上重锤的重力，并用力传感器牵引重锤做各种运动(上下或左右移动)，观察在将重锤提起的过程中，电脑屏幕上显示的力传感器的拉力与重锤的重力相比有什么变化? 学生活动：进行实验，观察现象。 讨论交流：小组内讨论后回答：1.你看到了什么现象?与钩码的重力进行比较。学生：示数不稳定，有时候比重锤的重力大，有时候比重锤的重力小。2.重锤的重力变了吗?学生：地球作用在物体上的重力并没有变化。探究二：请你重做刚才的实验，找出力传感器对重物的拉力什么时候大于重锤的重力?什么时候小于重锤的重力?学生活动：重做刚才的实验，细心观察并做好记录。 小组讨论交流后得出：钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降、左右移动时拉力基本不变。 突然上升时，拉力变大。 突然下降时，拉力变小。 由此引入超重与失重的概念：物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象， 3 称为失重现象。 理论分析超重与失重刚才有同学提到乘电梯时，感到脚掌所受到的力与静止时不一样，我们已经知道这是超重和失重的现象，下面请同学们谈谈乘电梯时的超重与失重发生在什么时候?学生1：电梯上升时超重，下降时失重。学生2：我感觉电梯上升时有超重也有失重，下降时也一样有超重和失重。 电梯是处于超重还是失重，需要有依据，下面我们从理论上分析一下。 教师进一步明确：电梯在启动和停止的过程中，一般要经历加速上升、减速上升;加速下降、减速下降。分析下列情况中人对电梯的压力分别是多大(设人的质量为m，重力为G)： 当电梯静止时当电梯加速上升时(假定电梯是匀加速，加速度大小为a) 当电梯减速上升时(假定电梯是匀减速，加速度大小为a) 当电梯加速下降时(假定电梯是匀加速，加速度大小为a) 当电梯减速下降时(假定电梯是匀减速，加速度大小为a) 学生活动：分组讨论学生分组讨论后请不同的小组展示各自的讨论结果，并回答其他小组提出的疑问。经过讨论得出：当电梯静止时，人对电梯的压力为：N=G当电梯加速上升时，人对电梯的压力为：N=G+maG当电梯减速上升时，人对电梯的压力为：N=G-ma当电梯加速下降时，人对电梯的压力为：N=G-ma当电梯减速下降时，人对电梯的压力为：N=G+maG根据得出的结论请学生总结电梯处于超重或失重的条件，学生这时不难得出 4 是与加速度的方向有关，而非速度的方向。小结：物体处于超重或失重状态时，物体的重力并不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，这是由物体竖直方向的加速度引起的，当加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当加速度竖直向下时，物体处于失重状态。探究完全失重现象让力传感器拉着重锤向下加速运动，观察拉力的大小，再让力传感器拉着重锤做自由落体运动，观察拉力的大小。学生实验后，对照超重与失重的定义给完全失重下定义：当物体以加速度a =g竖直加速下降时，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为零，这就是“完全失重”现象。 课外活动：有条件的同学回家后在电梯上放体重计，自己站在上面，看看与我们今天的分析是否一致。家里有体重计的同学可以回家做一做，先站体重计上不动，读出台秤的示数;接着突然下蹲，读出开始下蹲时台秤的示数变化，想一想为什么会发生这样的现象?然后先蹲着不动，读出台秤的示数;接着突然起立，读出开始起立时台秤的示数变化?也想一想为什么会发生这样的现象?板书设计：超重与失重超重：物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。失重：物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。超重与失重的理论分析： 超重现象: a竖直向上 失重现象：a竖直向下 完全失重现象：a=g竖直向下超重失重物理教学设计5一节课的引入正是本节课的知识建构的开始，如何抓住学生的认知需求和规律，激发学生积极思考、质疑释疑、渴求探索交流的情感，突显学生在课堂教学中的主体性，有效帮助学生实现知识建构，这是从教学基本技能中提升的教学艺术。为此，本人在教学中就选择课堂引入这一环节进行尝试，也收集一些课堂实例，并整理为以下体会和案例，与大家共同探讨在超重与失重这节课的引入，我设计这样两个随堂小实验：(1)用一定宽度的纸带(不能太细也不能太粗，使之恰能承受重锤的重力)，拴住一个重锤，让学生竖直提着并保持静止，并给学生一个问题：不借助其他器材，有没有什么方法可以挣断纸带?学生有一定的生活经验再让学生亲自实验一下，就会看到，“迅速向上提升重锤或迅速下降时突然停止，纸带断了”，这个能使学生在亲自动手实践中，体会到在加速上升或减速下降的过程中重锤对纸带的拉力超过自身重力，这就是超重现象，使学生在实验中获取感性的认识进而展开理性的思考。(2)准备一台体重计(机械指针型的)，请一位同学站在体重计上分别呈现静止、下蹲、起立过程，另一位同学观察体重计的示数变化(有条件的可用摄像头将指针示数转化为视频，展示给全班同学)。先请同学预测再做实验，结果是静止时指针保持稳定、下蹲过程先减小再增大，起立过程先增大再减小。学生对示数变化的预测往往与实际情况有出入，教师可根据实验体验进行现象分析、过程分析、本质归纳(用牛顿第二定律分析)、应用拓展，这使物理知识*于生活、源于有意识的实践体验，充分挖掘直接经验和课堂生成的资源，体现物理教学以人为本，源于生活、走向社会。超重失重物理教学设计