超重與失重 教學(xué)設(shè)計 附 教學(xué)反思 教學(xué)目標(biāo) 1 知識與技能 1 認(rèn)識超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象 2 會運用牛頓第二定律分析超重和失重的原因 3 知道完全失重現(xiàn)象 2 過程與方法 1 觀察并體驗超重和失重現(xiàn)象 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力 發(fā)現(xiàn)問題 并提出問題的能力 2 經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象條件的過程 理解物理規(guī)律在生 活實際中的應(yīng)用 3 情感態(tài)度與價值觀 通過探究性學(xué)習(xí)活動 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 增強自信 教學(xué)重點 超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的概念和原因 教學(xué)難點 1 準(zhǔn)確理解超重 失重和完全失重現(xiàn)象的本質(zhì) 2 掌握超重和失重現(xiàn)象不是物體重力發(fā)生了變化 而是物體所受 的支持力或拉力發(fā)生了變化 教學(xué)器材 彈簧稱和鉤碼各 25 套 可樂瓶 開有孔 一個 多媒體課件視頻 教學(xué)方法 實驗探究法 啟發(fā)式教學(xué) 教材分析 超重和失重 一節(jié)安排在牛頓運動定律之后 是一節(jié)牛頓運動定 律的應(yīng)用課 從內(nèi)容組織上講 本節(jié)內(nèi)容首先從楊利偉和記者的對 話切入 接著用實驗探究引出超重和失重的概念 然后運用牛頓運 動定律對產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的條件進(jìn)行分析推理 再到實際問題 中的應(yīng)用 符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律 學(xué)情分析 通過前面對 牛頓第二定律 的學(xué)習(xí) 學(xué)生對解決物體做勻變速 直線運動的問題已有所了解 但對定律的運用還不是很熟練 很難 從理論上自主地得到超重 失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征 學(xué)生在學(xué)習(xí)超 重和失重現(xiàn)象時會容易把生活中說的有些 超重 與物理學(xué)上的超重 混為一談 把物理學(xué)上的失重誤認(rèn)為是物體 失去重力 容易把超 重 失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征與物體的運動方向相聯(lián)系 設(shè)計思想 本節(jié)課的設(shè)計思想主要是通過對身邊物理現(xiàn)象的實驗探究 培養(yǎng)學(xué)生 科學(xué)探究能力 實踐能力 自主學(xué)習(xí)能力 同時體現(xiàn)以學(xué)生為主的教 育思想 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 培養(yǎng)學(xué)生實事求是 勇于探索的科學(xué)態(tài) 度和科學(xué)精神 首先通過航空視頻引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 再從實驗出 發(fā)讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并應(yīng)用牛頓運動定律解決問題 從而認(rèn)清超 重和失重的事實 教學(xué)流程 播放視頻 引出課題 實驗探究 發(fā)現(xiàn)問題 分析問題 理論 驗證 超重 失重 完全失重 鞏固練習(xí) 加強理解 教學(xué)過程 一 新課引入 情景引入 播放 楊利偉的太空生活 視頻片段 通過播放視頻 引 出要探究的問題 引導(dǎo)學(xué)生同時閱讀課本中記者和楊利偉的對話 記者 當(dāng)你乘坐 船升空時 你有什么感覺 楊利偉 感到有載荷 就是感到胸部受到壓力 記者 壓力很大 感到很難受嗎 楊利偉 還可以 不覺得很難受 我們平時訓(xùn)練時 這種壓力可達(dá) 到 8 個 G 說得通俗一點 就等于有 8 個人壓在你的身上 飛船加 速上升時 壓力沒有這么大 記者 你什么時候感到失重 當(dāng)時的感覺怎樣 楊利偉 在船箭分離時候 感覺身體突然被拋了一下 就飄了起來 船里的小灰塵也飄起來了 思考與討論 師 上面對話中的 有載荷 有壓力 失重 等是在怎樣的情況 下產(chǎn)生的 生 有載荷 有壓力 是在加速上升的產(chǎn)生的 而 失重 是在 飛船入軌后產(chǎn)生的 師 你是否也有過 類似 的經(jīng)歷 生 坐電梯 在游樂場坐過山車時 滑沙時 蕩秋千時等 師 同學(xué)們說得很對 我們今天就來學(xué)習(xí)超重與失重 二 新課教學(xué) 1 實驗探究 發(fā)現(xiàn)問題 師 同學(xué)們 我們是怎樣測量物體重力的 生 通常情況下 我們把物體掛在測力計的掛鉤上 保持物體靜止 再來讀取測力計的示數(shù) 教師講解彈簧測力計測重力的原理 彈簧測力計的示數(shù)顯示的是彈 簧掛鉤所受的拉力 而彈簧對重物的拉力和重物對彈簧的拉力是一 對作用力和反作用力 F F 當(dāng)物體保持靜止時 物體處于平衡狀態(tài) 由于二力平衡時拉力等于重力 故可以顯示出物體的重力大小 師 是不是在任何情況下 彈簧秤的示數(shù)都能顯示物體重力的大小 呢 當(dāng)然不是 為了弄清這個問題先請同學(xué)們做個實驗 課前已發(fā)下器材 實驗 的要求是 先記住鉤碼靜止時 彈簧秤的讀數(shù)和彈簧秤指針的位置 此時彈簧秤的讀數(shù)就等于鉤碼的重力大小 然后讓一個學(xué)生提著彈簧秤 彈簧秤下端掛鉤碼 讓手提彈簧秤緩 緩上升 緩緩下降 突然上升 突然下降 另一個同學(xué)觀察指針的 移動情況 引指導(dǎo)學(xué)生觀看測力計的示數(shù)變化情況 說明指針的移 動方向?qū)?yīng)示數(shù)大小的變化情況 指針下移 說明讀數(shù)變大 指針 上移 說明讀數(shù)變小 學(xué)生分享實驗結(jié)果 鉤碼靜止時 緩緩上升 緩緩下降時彈簧秤讀 數(shù)基本不變 突然上升時 彈簧秤的讀數(shù)變大 突然下降時 彈簧 秤的讀數(shù)變小 2 分析問題 得出結(jié)論 引導(dǎo)學(xué)生分析鉤碼在各種狀態(tài)下的受力情況及加速度方向及應(yīng)用牛 頓運動定律列出方程 若設(shè)鉤碼質(zhì)量為 m 豎直方向上運動的加 速度為 a 鉤碼受豎直向上的拉力和豎直向下的重力 靜止 緩緩上升 緩緩下降時 物體處于平衡狀態(tài) F mg 突然上升時 物體向上加速運動 則根據(jù)牛頓第二定律 F mg ma 則 F mg ma 引導(dǎo)學(xué)生得出 當(dāng)物體具有向上的加速度時 物體對懸掛物的拉力 大于物體本身的重力 師 人們常把彈簧秤稱出的讀數(shù) F 稱為視重 mg 稱為物體的實重 則視重和實重誰大 生 視重大 1 教師總結(jié)提出超重概念 當(dāng)物體具有向上的加速度的時候 物 體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱為 超重現(xiàn)象 此時視重大于實重 師 在超重情況下 物體本身的重力變沒有變 生 物體本身的重力大小不變 即實重不變 突然下降時 物體向下做加速運動 加速度方向向下 則根據(jù)牛 頓第二定律 mg F ma 則 F mg ma 引導(dǎo)學(xué)生得出 當(dāng)物體具有向下的加速度時 物體對懸掛物的拉力 小于物體本身的重力 師 這種彈簧秤的讀數(shù)小于物體實際重力的現(xiàn)象我們就稱它為什么 現(xiàn)象 生 失重現(xiàn)象 2 引導(dǎo)學(xué)生類比得出失重概念 當(dāng)物體具有向下的加速度的時候 物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱 為失重現(xiàn)象 此時視重小于實重 師 現(xiàn)在我們知道超重和失重現(xiàn)象了 那么 你們在什么樣運動情 況下觀察到超重與失重現(xiàn)象 讓學(xué)生回憶上面實驗現(xiàn)象 大膽猜想 發(fā)生超重與失重現(xiàn)象可能哪 些運動量有關(guān) 學(xué)生可能會提出 速度的方向 速度的大小 加 速度的方向 加速度的大小 位移大小方向等 請觀看在觀光電梯中拍攝運動電梯中的超重 失重現(xiàn)象視頻 提問 電梯的上升過程包括幾個階段 下降過程包括幾個階段 請 學(xué)生回答 生 上升過程包括加速上升 勻速上升 減速上升三個階段 下降 過程包括加速下降 勻速下降 減速下降三個階段 請同學(xué)們將觀察過程的現(xiàn)象填在下表中 運動電梯中的超重 失重現(xiàn)象 運動方 向 運動狀 態(tài) 加速度 a 方向 示數(shù) F 與 G 的大小 關(guān)系 超重或失重 加速上 升 a 向上 F G F mg ma 超重 勻速上 升 a 0 F G 平衡 上升過 程 減速上 升 a 向下 F G F mg ma 失重 加速下 降 a 向下 FG F mg ma 超重 提問 1 在發(fā)生超和失重現(xiàn)象時 物體的加速度方向與超重和失重 的具體關(guān)系是怎樣的 請學(xué)生歸納 生 當(dāng)物體加速上升或減速下降時 具有豎直向上的加速度 此時 物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓?我們稱物體 處于超重狀態(tài) 當(dāng)物體減速上升或加速下降時 具有豎直向下的加 速度 此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮诒旧碇亓?我們稱物體處于失重狀態(tài) 提問 2 超重的時候物體是否變重了 失重的時候物體是否變輕了 請學(xué)生回答 生 發(fā)生超 失重現(xiàn)象時物體的重力沒有發(fā)生變化 物體的重力與 物體的運動狀態(tài)無關(guān) 提問 3 失重現(xiàn)象中如果 a g 且方向向下 那么繩對物體的拉力等 于多少 學(xué)生分析 mg F ma 而 a g 則 F 0 3 師 測力計的示數(shù)等于零 測力計測不出物體的重力 這就是 完全失重 完全失重 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?等于零的這種 狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài) 特征是 a g 方向豎直向下 師 同學(xué)們在完全失重的情形下 會有許多奇妙的事情發(fā)生 請 先來觀察一個實驗 演示實驗 2 師拿出開有口的可樂瓶 灌入水 水從孔中流出 師問 有沒有辦 法讓水流中斷 學(xué)生提出各種方法 師演示實驗 讓可樂瓶自由下落 水不再流出 師 為什么水不會流出呢 引導(dǎo)學(xué)生得出 水和水瓶的重力完全用以提供各自的重力加速度了 所以水不流了 師 除了自由下落的物體處于完全失重外 還有一種完全失重的情 況 事實上環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船里用秤是稱不出任何物體的重 力的 這說明宇宙飛船里的物體處于什么狀態(tài) 飛船內(nèi)的空間是一 個什么樣的空間 生 飛船內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài) 飛船內(nèi)的空間是一個完全 失重的空間 師 在完全失重的空間里 科學(xué)家可以進(jìn)行大量的生物 生理 生 化 物理 醫(yī)學(xué)等實驗 并能取得地面上進(jìn)行同樣實驗無法達(dá)到的 優(yōu)秀效果 同學(xué)們可上網(wǎng)查閱相關(guān)資料 4 課堂鞏固練習(xí) 例題 質(zhì)量是 60kg 的人站在升降機中的體重計上 當(dāng)升降機做下列 運動時 體重計的讀數(shù)分別是多少 取 g 10m s2 1 升降機以 0 6 m s2 的加速度加速上升 2 升降機以 2 0 m s2 的加速度加速下降 三 課堂總結(jié) 1 知識總結(jié) 超重 失重現(xiàn)象只取決于物體具有的豎直方向的加速度 與物體的 運動方向和水平方向的加速度無關(guān) 將物體受到的豎直方向的支 持力或拉力記為 F 1 超重 有豎直向上的加速度 F mg ma 2 失重 有豎直向下的加速度 F mg ma 完全失重 豎直向下的加速度 a g 則 F 0 2 分析超重 失重的方法 對超重 失重的分析實質(zhì)就是牛頓第二定律的應(yīng)用 板書設(shè)計 超重與失重 1 超重 當(dāng)物體加速上升或減速下降時 具有豎直向上的加速度 此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓?我們稱 物體處于超重狀態(tài) F mg ma 2 失重 當(dāng)物體減速上升或加速下降時 具有豎直向下的加速度 此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮诒旧碇亓?我們稱 物體處于失重狀態(tài) F mg ma 3 完全失重 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?等于零的這 種狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài) 特征是 a g 方向豎直向下 課后反思 這節(jié)課通過視頻引入 分組實驗探究 理論分析 習(xí)題鞏固超重與 失重的現(xiàn)象 教學(xué)效果顯著 學(xué)生課后反映良好 在反思中認(rèn)識到 教學(xué)過程中的問題設(shè)計很關(guān)鍵 主要是問題的指向性要明確 能讓 學(xué)生迅速的理解問題并能及時找準(zhǔn)解決問題的規(guī)律和思路