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1、课题：超重与失重授课教师：王姗姗授课年级：高一年级授课时间： 授课地点：高一五班教室教学目标：知识与技能：1. 通过视频认识超重和失重现象，理解超重和失重的定义。2. 理解产生超重和失重现象的条件。3. 理解超重和失重现象的实质。4. 能运用牛顿第二、三定律定量分析超重和失重现象。过程与方法：1.通过观看视频和讨论交流的过程，认识超重和失重现象并归纳总结出超重和失重现象的产生条件与实质，培养学生的观察能力和归纳总结的能力。2.经历探究产生超重和失重现象条件的过程，进一步学会运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。情感、态度与价值观：通过运用超重和失重知识解释身边的物理现象，让学生学会观察生活，激发
2、学生的学习兴趣，并认识到掌握物理规律是有价值的。教学重点：1.运用牛顿第二、三定律解释超重和失重现象。2.理解产生超重和失重现象的条件。3.理解超重和失重现象的实质。教学难点：1. 理解超重和失重现象的产生条件和实质。教学资源：视频、PPT、黑板教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图环节一：复习旧知，准备新课 5分钟 环节二：播放视频，引入新课，初步认识超重和失重现象15分钟环节三：引入生活情景，理解超重失重现象10分钟环节四：随堂练习，巩固新知10分钟问：之前已经学习了牛顿第二定律和牛顿第三定律，下面我们来看这样一个问题：电梯以1.0m/s的速度竖直匀速上升，电梯地板对站在电梯里质量为6
3、0kg的人的支持力为_ N；如果电梯以0.5 m/s2的加速度加速上升，地板对人的支持力为_N；如果电梯以0.5 m/s2的加速度减速上升，地板对人的支持力又为_N。(g取10 m/s2)那么人对地板的压力呢？在播放视频之前，让同学猜想如果在电梯中放入一体重计，一人站在体重计上，随着电梯的运行，体重计的示数是否会发生变化？然后观看视频，认真观察电梯中体重计示数的变化，并思考示数变化的原因。问：通过观看视频，电梯运行过程中体重计的示数是如何变化的？（引导学生与静止时体重计的示数相比较）问：我们已经知道了在电梯运行过程中体重计的示数是如何变化的，这是否说明人的重力变了？为什么？（引导学生思考重力和
4、哪些因素有关）问：既然人的重力没变，那么体重计的示数为什么变化呢？体重计的示数直接体现了哪个力的大小？（引导：用手压台秤秤盘，其示数体现了手对台秤的压力大小；用手拉弹簧测力计，其示数体现了手的拉力的大小，）问：在什么情况下，体重计的示数才体现人的重力大小？（引导学生分析人的受力情况）小结：在静止或匀速运动时，体重计的示数体现了人的重力大小。问：在电梯上升和下降过程中，体重计示数变化的原因。引导：在电梯上升过程中，将其分为加速上升，匀速上升和减速上升三个阶段，分别从速度方向，加速度方向，示数N与重力G 的大小关系三个方面来分析。一、加速上升阶段问：根据运动状态，速度方向如何？加速度方向如何？取谁
5、为研究对象？分析其受力情况，并根据牛顿第二、三定律分析示数变大的原因。小结：根据刚才的分析，N=G+maG物体对支持物的压力大于物体所受重力的现象叫做超重。二、匀速上升阶段（之前已分析）小结：物体对支持物的压力等于物体所受重力的大小。三、减速上升阶段问：分析体重计示数变小的原因。小结：根据分析，N=G-maG，物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫做失重。问：如果此时竖直向下的加速度a=g，体重计的示数是多少？小结：物体对支持物的压力等于零的现象叫做完全失重。这就是我们这节课的主要内容：超重与失重引导：在电梯下降过程中，也将其分为加速下降，匀速下降和减速下降三个阶段，仍分别从速度方向，加速
6、度方向，示数N与重力G 的大小关系三个方面来分析。并想一想什么状态下出现失重? 什么状态下出现超重?（让学生自己动手分析原因）让学生自己设计表格，分别记录电梯在上升和下降过程中的速度方向、加速度方向、压力与重力的大小关系以及是否发生超重失重现象。问：大家是否曾经用弹簧秤测量物体的重力？你看到的弹簧秤读数直接表示的是哪个力?物体的重力应该怎样测量呢？小结：当物体处于静止或匀速运动时，由于二力平衡，弹簧秤对物体的拉力大小等于物体的重力大小，再根据牛顿第三定律，物体对弹簧秤的拉力大小等于物体的重力大小，即可由弹簧秤读书得出物体的重力。问：根据上一环节的学习，推测当物体加速上升、减速上升、加速下降、减
7、速下降时，弹簧秤读数如何变化？（与静止或匀速运动时比较）这是否说明物体的重力变了？小结：当物体加速上升或减速下降时，加速度向上，根据牛顿第二定律，F-G=ma，根据牛顿第三定律，F=F=G+ma，即物体对弹簧秤的拉力大于物体重力；物体对悬挂物的拉力大于物体所受重力的现象叫做超重。当物体减速上升或加速下降时，加速度向下，同理，F=F=G-ma，即物体对弹簧秤的拉力小于物体重力；物体对悬挂物的拉力小于物体所受重力的现象叫做失重。而当a=g时，则F=0。物体对悬挂物的拉力等于零的现象叫做完全失重。问：通过刚才的学习，请同学们自己总结一下什么是超重现象？什么是失重现象？同样让学生自己设计表格，分别记录
8、物体在上升和下降过程中的速度方向、加速度方向、拉力与重力的大小关系以及是否发生超重失重现象。问：我们已经知道了超重和失重的定义，那么是否能这样认为：向上的运动就一定产生超重，向下的运动就一定产生失重？（引导学生根据之前的两个表格进行分析）既然超重和失重与速度方向无关，那么超重和失重现象取决于什么因素？小结：力与加速度直接相关联，由于重力方向竖直向下，因而要发生超重失重现象，竖直方向必须要有加速度。只要加速度竖直向上，则发生超重现象；只要加速度竖直向下，则发生失重现象，与速度的方向无关。问：当物体处于超重或失重状态时，物体的重力是否发生变化？小结：在地面附近，物体发生超重或失重现象时，只是物体对
9、支持物的压力或物体对悬线的拉力的增大或减小，是“视重”的改变，物体受到的重力不变。例1：一个人站在磅秤上，读出体重为500N。在他忽然蹲下的过程中，磅秤上读出的体重有无变化？为什么？如果此人又突然向上迅速站起来，磅秤上读出的体重又有什么变化？例2：侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？思考问题，回想牛顿第二定律，画出受力分析图，根据共点力平衡条件和牛顿第二定律分析解答。回想牛顿第三定律，并给出答案。认真观看视频，并积极思考。当电梯加速上升时，示数变大；匀速上升时，与静止时示数相等；减速上升时，示数变小；加速下降时，示数变小；匀速下降时，同样与静止时示
10、数相等；减速下降时，示数变大。重力没变。根据G=mg，人的质量没变，地球表面附近g也没变，所以G没变。可能难以回答人对体重计的压力在二力平衡，即静止或匀速运动时，人的重力与体重计对人的支持力大小相等，也就是与人对体重计的压力大小相等。根据教师的引导积极思考原因速度向上，加速度方向向上人受重力和支持力根据牛顿第二定律N-G=ma，则N=G+ma。根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力为一对作用力与反作用力，其大小相等，方向相反，且在同一直线上，即体重计的示数N=N=G+ma。初步认识超重现象N=N=G类比加速上升阶段，N=N=G-ma。初步认识失重现象N=0，即体重计的示数为零。
11、初步认识完全失重现象加速下降：失重匀速下降：实重减速下降：超重自行设计表格，注意观察发生超重失重现象时的速度方向和加速度方向是否一致。物体对弹簧秤的拉力利用平衡条件，使物体保持静止或匀速运动加速上升：变大减速上升：变小加速下降：变小减速下降：变大物体重力不变深入认识超重和失重现象超重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象。失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于于物体所受重力的现象。完全失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）等于零的现象。自行设计表格，并与刚刚的表格进行对比。不能这样认为当物体向上加速或向下减速时，会产生超重现象；当物体向上减速或向下加速时
12、，会产生失重现象。超重和失重与速度方向无关。只与加速度方向有关；加速度向上，则超重；加速度向下，则失重。理解发生超重和失重现象的条件。物体的重力不变理解超重和失重的实质，只是“视重”的改变，而物体的重力不变。开始下蹲时，加速度竖直向下，失重，读数变小；将要蹲下时，加速度竖直向上，超重，读数变大。开始站起时，加速度竖直向上，超重，读数变大；将要站起时，加速度竖直向下，失重，读数变小。当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。复习牛顿第二定律和牛顿第三定律的应用，同时为新课教学中对超重与失重的解释做理论储备。使学生从生活实际出发对超重失重有一个初步的感性认识，了解“视重”与“实重”的区别，并培养学生观察和归纳总结的能力。使学生知道体重计的示数体现了弹力的大小，是可以变化的，而重力是不变的，为突破超重和失重的实质做好铺垫。
