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1、第四节 超重与失重教学课题超重与失重物理1（必修）司南版（山东科技出版社）第5章第4节学习任务分析本课题是在学完牛顿运动定律的基础上,来探索和研究超重和失重的问题，不仅有利于学生对牛顿运动定律等前面知识的综合和深化理解，而且有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。对超重和失重理解可以从运动学和动力学两个角度理解：从运动学角度来看，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。从动力学角度来看，当物体受到的合外力向上（具有向上的加速度）时，物体处于超重状态；当物体受到的合外力向下（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
2、递进关系。 超重和失重是学生生活中中比较熟悉的现象，因此教学时尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，教学过程中多安排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。重点难点分析重点：什么是超重和失重以及产生超重和失重现象的条件。难点：1产生超重和失重现象的条件；2运用牛顿运动定律对超重和失重现象的分析。学情分析1学生已经学完牛顿运动定律的理论知识，但缺乏实际的应用，对概念的理解上还很抽象，通过本节课的学习，帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生的理解消化，同时也立足于学以致用。列举大量的实际例子，供学生分析解决，提高学生的
3、能力。2本节课的理论知识来源于生活中的大量事例，但学生对新事物新情况了解较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，应通过本节的学习让学生掌握分析现象的一般方法，成为终身学习的基础。教学目标知 识与技能1知道超重和失重现象；2理解产生超重、失重现象的条件3能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。4理解生活中的超重与失重现象，并能利用所学知识分析解决相关问题。过 程与方法1使学生掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法； 2使学生体验通过实验和理论分析探究超重和失重现象的过程。情感态度与价值观激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解一些我国航天技术的成就。在自主实验和逐步探
4、究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。教学媒体运用1体重计、纸带、重锤、底部侧面开有小孔的塑料瓶（大号可乐瓶）、红墨水、水桶、水、白报纸。2计算机、数字展台、投影仪。3视频录像剪接。PPT教学演示课件教 学 程 序 设 计教学程序教 师 活 动学生活动教学资源创设情境引入新课【引导学生做实验1】用纸带挂上重锤，然后迅速上提。【引导学生思考】纸带既然能够承受重锤的重力，怎么会断呢？学生实验1：用纸带挂上重锤，然后迅速上提。观察现象：纸带断了。学生思考：纸带为什么会断？每位学生一组：重锤、纸带。【引导学生做实验2】某位学生称体重，在秤上蹲下和站起。用数字展台摄像头对
5、准体重秤的读数面板投影到大屏幕。【引导学生思考】难道该学生的体重发生了改变？学生实验2：某位学生称体重，在秤上蹲下和站起。观察现象：发生变化。学生思考：秤的示数为什么会变化？体重秤、数字展台。用数字展台摄像头对准体重秤的读数面板投影到大屏幕。由以上两个学生实验引出课题“超重和失重”【板书】超重和失重新课教学新课教学新课教学新课教学新课教学新课教学新课教学问题提出从实验出发，围绕着超重和失重，引导学生讨论并提出问题。师生共同归纳整理提出的问题：1什么是超重（失重）现象？2什么情况下会出现超重（失重）现象？3为什么会出现超重（失重）现象？学生讨论并提出问题。解决问题1：什么是超重（失重）现象？引导
6、学生一起分析实验1和实验2的现象。教师归纳：纸带的拉力大于重锤的重力以及人对秤的压力大于人的体重，这些都是超重现象。【板书】超重 F拉（或F压） G要求学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。要求学生分析实验2中的失重现象。【板书】失重 F拉（或F压）mg失重状态：Famgmg- F =ma F=mg-ma Fmg出现超重现象。2当物体加速度向下时，受力如下图所示。Famgmg- F =maF=mg-maFmg出现失重现象。实践应用底部开有小孔的装满水的大号可乐瓶（向水中滴几滴红墨水，便于看得更清楚）、水桶。1演示实验：喷水失射现象用底部侧面开有小孔的装满水的塑料瓶（如可乐瓶）作为演示
7、器材（向水中滴几滴红墨水，便于看得更清楚），演示前先用手堵住小孔。【演示1】移开手指，水从小孔喷出。再用手指堵住小孔，水不再喷出。（下方放一水桶）【提出问题】如果不堵住小孔，有什么办法可以让瓶中的水不会喷出来？【演示2】教师站在凳子上高举起瓶子，提醒学生仔细观察，让瓶自由落下的同时移开手指，水会不会喷出？因瓶子下落时间较短，不易观察，实验时请一名学生配合，拿一张大的白报纸，在靠瓶子开孔一侧展开报纸（但不遮挡全班学生视线），如果瓶子下落时水会喷出，报纸上将有红墨水迹。【提出问题】如果将瓶子向上抛出，会出现什么情况？ 【演示3】让瓶子竖直上抛（尽可能不让瓶子翻转，这样有利于学生观察），在瓶子上升和
8、下落的整个过程中，小孔中都没有水射出。上述实验现象如何解释？（让瓶子竖直上抛来演示，一方面较大地延长了可观察的时间，因为瓶子做竖直上抛运动时，在空中的运动时间是同样高度的自由落体运动时间的二倍；另一方面，实验现象充分说明超重和失重现象只与物体运动的加速度方向有关，而与速度方向无关，这恰恰是学生易犯的错误。）学生观察演示。学生思考，议论，提出方案。学生观察发现：瓶自由落下时，水不会流出。白报纸上没有红墨水迹。让学生猜想，充分讨论，发表看法。学生观察，分析、讨论。当瓶子自由落体或竖直上抛时，瓶中的水处于完全失重状态，就不会流出。超重和失重现象只与物体运动的加速度方向有关，而与速度方向无关。2动手做
9、，拉出夹在书中的纸条。现在请大家动手做：裁出5-10根2cm左右宽的纸条，分夹在一本放在桌面上的书中间，并在书上再压一些书或其它重物，把夹在书中的纸条拉出来。大家发现这样拉不出来，下面请在不翻开书的情况下，用至少两种方法，来完成拉出纸条的实验操作，并说明实验原理。学生自己动手裁纸条，做实验：发现要把这些纸条拉出来非常困难。学生设计方案，想办法拉出纸条。互相交流、讨论、实验，说明原理。（在竖直上抛、自由落体等抛体运动中都能轻松完成实验。）学生自己动手裁出5-10根2cm左右的纸条，利用书本做实验。3游戏：比一比看谁能让自己在测力计上的示数最小？（以小组为单位，选派代表参加比赛）比赛的规则：双脚不
10、能离开测力计，手不能撑扶其它物体，没记录完数据不要离开秤。由游戏中认识完全失重现象【板书】完全失重 a = g（向下） F压 = 0学生游戏。请获胜同学谈感受，并分析比赛取胜的关键因素是什么？（测力计示数的大小不仅取决于参赛者的质量，更取决于他的加速度。）4播放宇航员超重失重的视频录象。视频包含下列片断（总时长3min左右）：片断1：神舟五号发射升空，杨利伟采用平趟的姿势；（升空时，航天员身体要承受相当他们自身重力 4 倍的重量）片断2：神舟六号在轨运行，宇航员费俊龙即兴翻两个跟头；片断3：记者采访杨利伟时的对话：宇航员训练时承受的压力要求达8G。（杨利伟训练时承受的压力达8G，他的质量为63kg，这时他对座椅的压力为多大？）片断4：国际空间站上宇航员生活和实验工作时场景片断。在播放过程中，教师进行必要讲解。学生观看，思考。视频由下列片断剪接而成（时长3min左右）：片断1：神舟五号发射升空，杨利伟采用平趟的姿势；片断2：神舟六号在轨运行，宇航员费俊龙即兴翻两个
