超重和失重一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

超重和失重一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解超重和失重的概念，能通過牛頓第二定律推導(dǎo)出超重和失重的表達(dá)式。會(huì)根據(jù)加速度方向判斷物體處于超重還是失重狀態(tài)，并能舉例說明生活中的超重和失重現(xiàn)象。了解完全失重的概念及其產(chǎn)生條件，能分析完全失重狀態(tài)下的一些物理現(xiàn)象。2.過程與方法目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)演示和理論推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和歸納總結(jié)的能力，提高學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律解決實(shí)際問題的能力。經(jīng)歷探究超重和失重現(xiàn)象的過程，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究精神。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過對(duì)超重和失重現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于探索的精神。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的意識(shí)。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)超重和失重的概念及產(chǎn)生條件。運(yùn)用牛頓第二定律分析超重和失重現(xiàn)象。2.教學(xué)難點(diǎn)理解超重和失重時(shí)視重與實(shí)重的區(qū)別。正確分析超重和失重現(xiàn)象中物體的受力情況，并能運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行定量計(jì)算。三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)演示法、討論法、探究法相結(jié)合四、教學(xué)過程（一）新課導(dǎo)入（5分鐘）1.播放一段電梯上升和下降過程中的視頻，讓學(xué)生觀察電梯啟動(dòng)、加速、勻速、減速過程中乘客的狀態(tài)變化，如乘客感覺自己的體重有什么不同。2.提問學(xué)生：在電梯上升和下降的過程中，你們有沒有感覺自己的體重好像發(fā)生了變化？這種變化是真實(shí)的體重改變還是一種錯(cuò)覺呢？從而引出本節(jié)課的主題超重和失重。（二）知識(shí)講解（20分鐘）1.超重現(xiàn)象結(jié)合剛才的電梯視頻，分析電梯加速上升時(shí)乘客的受力情況。對(duì)乘客進(jìn)行受力分析，乘客受到重力$G$和電梯地板對(duì)他的支持力$N$。根據(jù)牛頓第二定律$F=ma$，此時(shí)$NG=ma$，所以$N=G+ma$。講解支持力$N$的大小就等于人對(duì)電梯地板的壓力，也就是視重。當(dāng)電梯加速上升時(shí)，視重大于實(shí)重（實(shí)重即物體的實(shí)際重力$G$），這種現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象?？偨Y(jié)超重現(xiàn)象的概念：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。強(qiáng)調(diào)超重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有向上的加速度。2.失重現(xiàn)象同樣以電梯為例，分析電梯加速下降時(shí)乘客的受力情況。此時(shí)乘客受到重力$G$和電梯地板對(duì)他的支持力$N$，根據(jù)牛頓第二定律$GN=ma$，所以$N=Gma$?？芍?dāng)電梯加速下降時(shí)，視重小于實(shí)重，這種現(xiàn)象叫做失重現(xiàn)象?？偨Y(jié)失重現(xiàn)象的概念：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。強(qiáng)調(diào)失重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有向下的加速度。3.完全失重現(xiàn)象提出問題：當(dāng)物體的加速度$a=g$時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)牛頓第二定律$GN=mg$（此時(shí)$a=g$），得出$N=0$。講解當(dāng)物體具有向下的加速度$a=g$時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱悖@種現(xiàn)象叫做完全失重現(xiàn)象。舉例說明完全失重現(xiàn)象，如自由下落的物體、繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星中的物體等都處于完全失重狀態(tài)，并讓學(xué)生思考這些物體在完全失重狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)哪些有趣的物理現(xiàn)象，如液體不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)、天平無法測(cè)量物體質(zhì)量等。（三）實(shí)驗(yàn)演示（15分鐘）1.超重現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)器材：臺(tái)秤、重物、升降臺(tái)。實(shí)驗(yàn)步驟：將臺(tái)秤放在升降臺(tái)上，臺(tái)秤上放置重物，記錄此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)，即重物的實(shí)重。啟動(dòng)升降臺(tái)，使其加速上升，觀察臺(tái)秤示數(shù)的變化?，F(xiàn)象：臺(tái)秤示數(shù)增大，說明重物處于超重狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)升降臺(tái)加速上升時(shí)，重物具有向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，臺(tái)秤對(duì)重物的支持力增大，所以臺(tái)秤示數(shù)增大，即視重大于實(shí)重，驗(yàn)證了超重現(xiàn)象。2.失重現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)器材：臺(tái)秤、重物、升降臺(tái)。實(shí)驗(yàn)步驟：將臺(tái)秤放在升降臺(tái)上，臺(tái)秤上放置重物，記錄此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)，即重物的實(shí)重。啟動(dòng)升降臺(tái)，使其加速下降，觀察臺(tái)秤示數(shù)的變化?，F(xiàn)象：臺(tái)秤示數(shù)減小，說明重物處于失重狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)升降臺(tái)加速下降時(shí)，重物具有向下的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，臺(tái)秤對(duì)重物的支持力減小，所以臺(tái)秤示數(shù)減小，即視重大于實(shí)重，驗(yàn)證了失重現(xiàn)象。3.完全失重現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、透明塑料瓶（瓶中裝有適量水）。實(shí)驗(yàn)步驟：用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛鉤碼，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即鉤碼的重力。將鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)一起放入透明塑料瓶中，使塑料瓶自由下落（可以通過高處釋放或利用牛頓管演示）?，F(xiàn)象：彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變?yōu)榱?，說明鉤碼處于完全失重狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生觀察塑料瓶中的水，發(fā)現(xiàn)水不會(huì)流出，這是因?yàn)樗蔡幱谕耆е貭顟B(tài)，不再對(duì)瓶底產(chǎn)生壓力。講解完全失重現(xiàn)象在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如宇航員在太空中的生活、利用失重狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)等，讓學(xué)生了解完全失重現(xiàn)象的重要性和實(shí)際意義。（四）課堂討論（10分鐘）1.組織學(xué)生分組討論教材中提供的一些超重和失重現(xiàn)象的實(shí)例，如蹦極、火箭發(fā)射等。2.每個(gè)小組推選一名代表發(fā)言，分析這些實(shí)例中物體的受力情況以及超重和失重現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。3.教師對(duì)各小組的討論結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)超重和失重概念的理解和應(yīng)用。（五）課堂練習(xí)（10分鐘）1.展示練習(xí)題：例1：一個(gè)質(zhì)量為$m=50kg$的人站在電梯里，當(dāng)電梯以$a=2m/s^2$的加速度加速上升時(shí)，人對(duì)電梯地板的壓力是多大？（$g=10m/s^2$）例2：一個(gè)質(zhì)量為$m=2kg$的物體懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，當(dāng)物體以$a=5m/s^2$的加速度加速下降時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？（$g=10m/s^2$）例3：在完全失重的環(huán)境下，下列哪些儀器不能使用（）A.天平B.彈簧測(cè)力計(jì)C.水銀溫度計(jì)D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.讓學(xué)生在課堂上獨(dú)立完成練習(xí)題，教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題。3.請(qǐng)幾位學(xué)生上臺(tái)講解自己的解題思路和答案，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和糾正，強(qiáng)調(diào)解題的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括超重和失重的概念、產(chǎn)生條件、完全失重現(xiàn)象以及如何運(yùn)用牛頓第二定律分析超重和失重問題。2.請(qǐng)學(xué)生發(fā)言，總結(jié)自己在本節(jié)課中的收獲和體會(huì)，教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行補(bǔ)充和完善。（七）布置作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)：教材課后習(xí)題第[X]題、第[X]題。拓展作業(yè)：查閱資料，了解超重和失重現(xiàn)象在航天、體育等領(lǐng)域的應(yīng)用，并寫一篇簡短的科普文章。2.思考作業(yè)：思考生活中還有哪些超重和失重現(xiàn)象，如何用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋？五、教學(xué)反思通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)超重和失重的概念有了較為清晰的理解，能夠通過牛頓第二定律分析超重和失重現(xiàn)象，并能運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決一些實(shí)際問題。在教學(xué)過程中，采用實(shí)驗(yàn)演示、課堂討論等多種教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、分析能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。但在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，例如部分學(xué)生對(duì)超重和