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1、超重与失重嘉兴市秀州中学 姚伟平 一、教学设计思路：超重与失重是一节应用牛顿定律解释身边的物理现象的应用课。我深入研读了教材和新课程理念，物理源于生活高于生活，又归宿于生活。在教学活动中，让学生把生活中低层次的原始经验、素材经分析、加工，变为高层次组织活动，去获取新的知识和技能，获得情感体验，提升素养和品质。通过教学的生活化，用反思、修正、逐层递进的方式，有效地推动学生学习活动的层层深入，以实现新课标中“知识来源于生活，服务于生活”的要求。“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。”是新课标的要求。本设计坚持以“学生发展为本”，把“探究”作为本节课的重点，
2、重视学生知识形成的过程，使学生通过探究，体验知识形成和获取的过程、完成对知识的构建，形成技能，同时培养学生创新精神与实践能力，更注重对学生的方法指导和科学素养培养。二、教材分析 本节安排在牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。课标要求是：“通过实验认识超重和失重现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。理解超重和失重产生的条件与实质。具体分析为其一：超重和失重产生原因的分析，要用到牛顿第二、第三定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，也有助于培养学生分析问题的能力.其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的
3、学习兴趣和体会物理的生活化。其三，超重和失重现象与航天技术紧密联系，让学生了解我国前沿科学，意在激发学生情感价值。三、学情分析1、学生在学习超重和失重现象时会受到一些生活现象的影响，容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈，把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”；容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，自主学习与小组合作学习的方式，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识。2、通过前面对“牛顿第二定律”的学习，学生对解决物体做匀变速直线运动
4、的问题已有所了解，但对定律的运用还不是很熟练，可能将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂，教学中要注意引导学生，帮助学生建立一个生动活泼的场景，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。3、学生基础知识相对薄弱，自主探究的方式相对来说稍显困难，教师要在学生探究的过程中做好方法指导。四、教学目标1知识与技能：（1）了解超重和失重的现象。（2）理解产生超重和失重的条件和本质。（3）知道超重和失重在生活和科学技术中的应用。2过程与方法：（1）学生通过自主实验和观察一些趣味演示实验，培养学生观察能力，培养学生善于发现问题并提出问题的能力，并尝试运用物理原理解决
5、一些与生产、生活相关的具体问题。（2）培养学生分析实验现象的能力。复习巩固应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。提高学生在处理实际问题时建模的能力，培养学生尝试用科学探究的方法研究物理问题的物理素养。3情感态度与价值观： （1）让学生学会观察生活，知道物理就在身边，并养成学科学、爱科学、用科学的习惯，体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦。（2）学生通过交流，提高协作的意识。体会合作的重要性。（3）学生通过关注中国航天事业的发展，激发学生振兴中华的使命感和责任感。五、教学重点及难点重点：是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。难点：产生超重和失重现象的实质；教学策略：“情景问题探究结论”的学生自
6、主探究教学模式。六、教学过程设计教师活动学生活动设计意图（一）情景设置、引入课题视频展示：教师展示学生参加社会实践活动时的过山车视频引发同学回忆并定性体会，通过电梯中的台秤示数变化引导学生进一步通过数值的变化来定量体会。引导学生观察现象：读数有时大有时小的现象引出课题：超重失重学生回忆当初感觉，观察视频并对比数值。由观察得出：指针左右偏转，还有短暂不变。活动重现。激发兴趣，激发表现欲。引出课题（二）实际体验、结合回忆、提出问题为了进一步认识超重和失重现象，我们让学生体验托重物和拉纸带的小实验学生实验1：一跟线绳竖直悬挂 一钩码，用一只手如何将线绳拉断？ 提出问题：超重失重与哪些因素有关？并引导
7、学生猜想学生体验学生做尝试学生思考大概有哪些因素（学生思考，先不忙回答）让学生了解在生活中发现问题，提出恰当的质疑，是物理学研究问题的一般方法学生思考，让具有个体差异的同学都在思考中有些自己的答案，如果马上有人回答就使不理解的同学没时间得到自己的结论，不利于学生发散思维的培养。（三）、 解决问题、得到结论请同学运用桌面器材自己动手，论证自己的观点。完成桌面的实验记录表格。实验前提醒同学注意以下几点：1、使用时不要超过弹簧秤的量程2、使用前弹簧秤应该调零3、称量物体所受到的重力时应保持弹簧秤静止。提示问题：实验中如何来判断加速减速， 引导学生总结结论教师进行实验结论总结从实验中我们得出超重失重与
8、物体运动的加速度方向有关，加速度方向向上，物体超重，加速度方向向下，物体失重提出问题：实验的结论能否用理论进行验证呢？理论与实验的结合才是完备的研究手段。提问：研究力与运动之间的关系我们采用什么规律？如何建模？引导学生对运动进行分类验证引导学生总结运算结论教师总结：加速度方向向上时超重，加速度方向向下时失重，重力本身并没用变，只是压力发生了变化。学生分组实验，教师个别指导速度从无到有即加速，速度从有到无即减速学生思考学生总结：学生1 与加速度方向有关，加速上升减速下降时超重，加速下降减速上升时失重学生2 与加速度方向有关，加速度方向向上时超重，加速度方向向下时失重思考并回答：牛顿第二定律学生回
9、答：物体的直线运动（位移、速度、加速度、时间）按速度和加速度的方向进行分类（共四类：向上加速、向上减速、向下加速、向下减速）学生思考自己并推导： 提问学生回答，得到结论：N aG根据牛顿第二定律得，NG maN = G + maN G根据牛顿第三定律得，人对秤的压力N=N超重学生定性分析N学生推导aG根据牛顿第二定律得，G NmaN = G - maN G根据牛顿第三定律得，人对秤的压力N=N失重学生总结：只要物体具有竖直向上的加速度超重只要物体具有竖直向下的加速度失重学生分析推导数据，当向下a=g时，压力等于零 得出完全失重的概念：4、完全失重当物体向下的加速度a=g时，对支持物的压力变为零
10、，这种现象叫完全失重现象提高学生的实验能力提升学生的实验素养培养学生如何通过简单的方法处理复杂的问题提高学生的归纳能力和语言组织能力分组得出结论提升学生的积极性由简单到复杂，学生容易理解培养学生的探究能力和素养：理论+实践提高学生利用已学知识处理问题的能力提升学生的建模能力，如何从生活走向物理。增强学生分析问题的逻辑能力练习应用牛顿定律解决问题的方法为论证超重发生的条件做铺垫把超重时使用的方法迁移过来加以应用，让不会的同学再得到一次锻炼的机会，以便于大多数学生都得到锻炼和提高。为总结失重发生的条件做铺垫学生自己总结结论，目标落实更充分。学生分析数据，进一步获得具体感受，并自己得出完全失重的条件
11、（四）知识应用：教师巡视，做个别指导教师讲评学生完成练习检测学生知识掌握情况，发现问题，及时解决问题（五）能力提升演示实验2：教师演示学生观察思考：取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。提起瓶子，把堵小孔的手移去，可看到小孔处有水喷射出。问：如果自由落体会出现什么现象？请你解释原因？教师加以补充和总结：应用牛顿定律的思想：水流出一定是因为受合力向外。先确定孔附近的水为研究对象： 盖紧瓶盖时，水若流出，内部空气体积大了压强减小，对孔处的水压力减小，使上部分水的压力与大气压力的合力与外界大气压力相等时，水不再流出。 让瓶子自由下落 把瓶子向各个方向抛出后：瓶孔处
12、的水受到的大气压力一样大，而上部分的水由于处于失重状态，对孔处水压力为零，所以水不流出（不失重时，内部压力大于外部对水压力，所以水流出）播放资料：火箭发射和宇航员的太空生活图片学生猜想并解释原因，互相补充。让学生回答牛顿定律分析受力问题的方法。引导学生选取瓶孔附近的水为研究对象再演示一遍瓶自由下落、抛出时水不流出过程，学生再次观看，确信水不流出学生观看应用新知识和用到的物理方法分析解释生活中的现象。让学生知道，在身边也有很多超重和失重现象。引导学生利用身边的素材做物理研究培养学生的观察力，培养学生用物理方法解决实际问题的能力，激发学生爱物理爱科学的热情了解宇航事业发展，激发爱国热情。（六）收获
13、和体会1、你学到了什么新知识？2、你应用了哪些物理规律？3、你掌握了哪些研究方法？师补充提升：我们还在不知不觉中体验了一次科学探究的过程：发现问题提出设想和质疑用学过的理论解释问题。物理学是自然科学的一个重要分支，高中物理课程承载了很多东西，希望我们在学习物理知识的同时，更注重掌握探究和讨论的问题方法。为我们的终生发展奠定良好基础。（七）课后作业：1、完成课后习题2、登陆课本后的网页查询自己喜爱的资料学生思考总结1、超重与失重以及物体何时会出现超重与失重状态2、牛顿三个定律3、应用牛顿定律解决实际问题的方法学生体会让学生了解物理学从生活中来，从生活到物理、物理到生活、到科技、到社会的相互作用的过程，促进了人类向前发展。拓展学生思维，拓宽学生知识面，激励学生学习兴趣和表现欲，激发爱国热情。课外延伸，拓宽知识面的同时培养爱国情节。 七、教学流程图精彩视频、趣味实验、激发兴趣提出问题自主体验、观察现象、总结体会分析问题实验验证、感知条件、总结结论解决问题理论探究、感悟实质、体会研究方法完全失重
