超重失重教学设计
您所在的位置： 《超重和失重》教学设计高翔 2014年11月30日
《超重和失重》教学设计
一、设计思路
本节内容是牛顿第一、第二和第三定律后的课节，是牛顿运动定律运用的内容。
牛顿运动定律是高中物理的基础，通过本节的学习，能巩固和深化牛顿运动定律的理解，提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，为高二学习电磁学与力学结合的知识有很大帮助，能更好地解释生活、生产以及航天事业中的超重和失重现象。根据学生的认知规律和高中学生的心理特点，在整堂课中采取“情景——问题——探究——结论”的教学方法，以“自主体验发现问题，自主学习解决问题，自主举例应用问题”为教学主线；从兴趣入手，精心设计学生活动——通过分组实验，感受超、失重现象；进而小组讨论、验证、交流超、失重条件；感悟超、失重实质；成功解释生活中超、失重现象；强调学生思维和体验过程，让学生亲身经历科学探究，变过去教师要学生学，而为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习；通过交流、合作的互动过程，更进一步培养了学生团结、协作的精神。当然同时要发挥教师的课堂机智，适时地去引导学生观察、分析、推理、总结，启发学生的思维，把学生从被动学习转化为主动学习，突出体现知识的获取和能力的培养。
二、学情分析
由于受生活经验中错误概念的误导，对超重、失重学生有一些错误的认识，认为超重和失重就是重力变化，形成这种错误认识的原因首先是物理语言的误导，使学生认为超重（或失重）就是物体重量的增加（或减少）；其次学生往往认为向上运动时就超重，向下运动时就失重，没有真正理解超重与失重的原因。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究相结合的方法，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，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。
三、教学目标
1、知识技能
（1）、了解超重和失重现象，理解超重和失重的条件。
（2）、运用牛顿第二定律分析超重和失重的原因。
2、过程与方法
（1）观察和感受超、失重现象。
（2）经历探究产生超、失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。
3、情感态度和价值观
（1）通过探究性学习活动，培养学生的兴趣，增强自信心。
（2）用科学的观点解释身边的物理现象。
（3）引导关心国家大事，增强民族自豪感。
四、教学重点、难点
教学重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。
教学难点：（1）对完全失重的理解
（2）在超失重条件下，物体的实重不变
五、教学器材：
弹簧称和钩码各25套，体重计6个。
六、教学方法：
自主探究、教师演示、亲身体验、启发式教学
七、新课引入：（播放视频：神七）
“神七”发射成功，是我国在航天史上的一件大事，为航天事业发展的写下了新的篇章，“神七”的成功发射有很多与物理有关的问题，在播放的神七视频中有一些关于超重与失重的解说或画面，如宇航员要承受相当于5倍的自身压力；火箭从发射到入轨宇航员经历了从超重到失重的过程,因此用“神七”的视频来引入课题，是十分恰到好处的。
八、教学过程：
〔课件出示〕问题1. 什么是超重，什么是失重？
〔探究实验1〕用弹簧称拉着钩码突然向上运动
钩码静止时观察弹簧称的示数，即表示物体的重力值。
钩码突然向上运动，先分析出向上运动可以分为先向上加速，后向上减速两个过程，再观察向上加速时弹簧称的示数是比重力大还是小；向上减速时弹簧称的示数是比重力大还是小？接下来，对这两个过程进行理论探究，同时两位同学上黑板板书探究过程。
学生理论探究的基本要求：1.分析钩码的运动状态2.画出受力图，并标出速度、加速度方向3.利用已学的知识写出表达式4.分析出钩码对弹簧称的拉力5.比较拉力与重力的关系投影一个学生的过程，并对同学的板书内容点评。
超重失重教学设计
本节课是学生学完力与运动、牛顿运动定律之后，知识的迁移和应用部分，旨在让学生运用牛顿运动定律分析生活中的现象，进一步理解和巩固牛顿运动定律。通过本节课的学习，提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，激发学生对航天科技的兴趣。
2．课程标准的要求
通过实验活动认识超重与失重的现象，理解超重与失重产生的条件与实质。
3．教材内容安排
本节教材利用称体重和乘电梯两个生活中常见的现象引出本节课课题，通过对超重与失重概念的理解，学会分析和解释超重与失重现象，然后再进一步了解完全失重的状态。
4．教材特点
（1）教材注重从生活走向物理，从物理走向社会，由生活中的例子引入本节课的学习，再引导学生带着所学知识进一步了解航天技术。
（2）教材强调通过实验探究，借助已学的牛顿运动规律的知识，分析和解释超重与失重的产生条件。
（3）教材重视实践活动，有力地提高学生解决实际问题的能力，进一步激发学生的学习兴趣。
【学生情况分析】
1．学生的知识基础
学生已经学习了力与运动、牛顿运动定律等相关知识，为超重与失重学习打下了良好的基础。
2．学生的兴趣特点
高一年级的学生具有很强的好奇心，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强，对于学习内容贴近生活及有动手操作的物理课堂有较强的学习兴趣。
3．学生的认知困难
学习了重力的概念之后，有的学生可能会望文生义，简单认为超重是重力增加，失重是重力减少，完全失重是重力完全消失，也就是说学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，不能正确地观察，缜密地推理，由感性认识提升为理性认识。
【教材处理】
超重与失重现象在我们生活中很常见，比如电梯的升降、过山车等等，教材选取在电梯里称体重的模型来对超重与失重现象进行解释，这种方法难于在课堂上演示，不利于让学生身临其境感受超重和失重。从学生的心理特点出发，我通过改装弹簧测力计，制作了简易的超重与失重演示仪，让学生切身地、直观地感受超重与失重现象，以激发学生的学习兴趣。
【教学目标】
1．知识与技能
知道超重和失重的现象，理解产生超重和失重现象的条件，能够运用牛顿运动定律分析和解决超重和失重的实际问题。
2．过程与方法
通过感受生活中超重和失重的现象，理解超重与失重的概念，分析解释产生超重和失重现象的原因，学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
3．情感态度与价值观
通过自主实验和逐步探究的过程中，培养学生细心观察，勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神，激发学生对科学的兴趣和热情。
【教学重点】
超重与失重的概念及其产生条件
【教学难点】
超重和失重现象的本质
【教学策略设计】
1．教学方法
（1）实验法
本节课注重以生活中实际问题为先导，以实验为基础，将一些抽象的、难以理解的物理概念转化为直观的物理现象，激发学生的学习兴趣，通过引导学生观察实验现象，进行科学思维，分析归纳，从而帮助学生理解超重与失重的产生条件和本质，突出学习重点。
（2）讲授法
通过教师形象生动、富有引导式的讲解，辅以实验演示、图片等，启发学生思维，帮助学生对超重与失重概念的理解；同时综合利用现代多媒体技术，最大限度地调动学生学习积极性，提高课堂效率，充分体现以教师为主导，以学生为主体的教学原则。
2．学法指导
通过教师演示实验，学生观察思考并自己尝试分析原因，从而得出结论，发挥学生在课堂上的主体作用，培养学生的科学物理思维。
3．教学媒体设计
以多媒体课件为载体，充分利用实物、模型、图像等，为学生提供感性的材料，同时通过自制教具的使用，培养学生的创新精神。
【教学用具】
多媒体课件、体重计、自制超重与失重演示仪、钩码、纸带、弹簧测力计等。
【教学流程图】
【教学过程设计】
超重失重教学设计
超重失重教学设计分类： 更新：2009/11/4 来源：互联网超重失重教学设计 教学目标:1:了解超重和失重现象
2:运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。
3: 培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力;培养学生设计实验的能力。
4: 渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。
教学重点:
超重和失重的实质
教学难点:
在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。
教学方法:
实验推理法、讲练法
教学用具:
一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑等。
课时安排
1课时
教学步骤:
一、导入新课
学生活动:小车的质量为2kg,用平行于斜面的弹簧秤拉着以加速度大小为2.5m/s2,沿着倾角为30度的光滑斜面运动,请同学讨论计算:
第一组同学完成:沿斜面加速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?
第二组同学完成:沿斜面加速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?
第三组同学完成:沿斜面减速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?
第四组同学完成:沿斜面减速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?
第五组同学完成:在斜面保持静止时,弹簧秤的示数为多少?
(原文来自：wWW.DxF5.com 东 星资源网:超重失重教学设计) 交流汇报各组计算结果(学生活动)
预设提示a:物体的速度方向和运动方向之间有什么关系?
b:物体做加速或减速运动时,加速度方向和速度方向之间有什么关系?
讨论预设问题:
(1) 各组同学将结果与第五组同学结果比较,有什么特点?
(2) 这一特点可能与哪一个物理量有关?
(3) 你发现了哪些规律性的东西呢?
教师设问:
(1) 倾角增大到90度时,各组的计算结果将会如何?(在已被证明正确的理论上进行合理外推)
(2) 为什么外推后的推理结果与物体的重力完全相等呢?(引出学生猜想与探究)
过度语:大家外推后的结果其实就是人们经常谈到超重和失重,那么:什么是超重和失重呢?本节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学:
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1:知道什么是超重和失重;
2:知道产生超重和失重的条件;
(二)学习目标完成过程:
1:超重和失重:
为了便于研究外推后的结果是否正确,在课堂上提供一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑请同学设计实验(在教师的点拔下设计实验可行)
(1)学生活动:
学生用语言说明如何设计实验(可操作性、可观察性、科学性的要求)
(2)实验观察与研究:
设问:什么情况下会出现超重?什么情况下会出现失重?
学生猜想:向上运动时超重,向下运动时失重。
观察实验:
(1) 向上运动时示数是变大吗?向下运动示数是变小吗?哪到底与哪一个物理量有关呢?
(2) 为什么当加速度向上时,产生超重现象,当加速度向下时,产生失重现象你能用理论解释吗?
(3)学生活动:谁还利用身边的器材设计一个实验,定性说明失重现象不一定发生在向下运动过程中,并能说明当加速度为g时,支持力为0时的现象?
教师说明:上例实验中的支持力为0的现象称为完全失重现象,那么有哪位同学能根据自己的经验举例说明?
(4)学生体验分享:(各组至少说出一例超、失重现象的体验并解释)预设如下:
(1):同学们请分析说明“蹦极”全过程中哪些是超重,哪些是失重或完全失重
(2):在旅行车中,车加速上坡或下坡(坡度较大)时 ,分别是什么原因引起的呢?
(3):游乐场乘坐过山车时;你的感觉是什么引起的?
2:课堂总结:
结合导入新课的斜面问题用科学外推法得到:(前呼后应)
(1)当物体有向下的加速度时,产生失重现象(包括匀减速上升,匀加速下降)。此时F压或F拉小于G。
(2)当物体有向下的加速度且a=g时,产生完全失重现象,此时F压=0或F拉=0;
(3)产生失重和完全失重时,物体的重力并没有改变,只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力。
3、小试牛刀:
质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上,在下列哪种情况下,弹簧秤读数最小:
A:升降机匀速上升;
B:升降机匀加速上升,且a=
c:升降机匀减速上升,且a=
d:升降机匀加速下降,且a=
5:请学生自行解答本课上的思考与讨论:
三、作业:
课本练习六
四、板书设计:
知识体系分析:
“超重与失重”是牛顿第二定律的具体应用。课标要求:通过实验认识超重与失重现象。通过这节课的学习,既能进一步巩固学过的受力分析、牛顿运动定律等知识,也为以后学习圆周运动一章和有关卫星运动时卫星中的物体处于完全失重状态的正确理解打下基础。
教学环节设计分析:
本案例设计的主要教学环节的教学流程图如下:
从已有的理论知识引入 展开讨论计算并总结结论 科学外推猜测结论并设计实验论证 观察分析讨论交流 建立理论 联系实际交流感受 小试牛刀。
由于本节课是在学习了牛顿第二定律后的初步应用,已经具备一定的知识和能力,所以基于探究性学习的特点和物理学科的实验性,采用探究式教学方式是可行的。又由于教学设计由浅入深、层次清楚、重点突出、难点有效突破、可操作性好、可行性强。
本案例教学设计力求在以下方面有所创新与突破:
1、教学观念与学习方式的创新与突破
在课前引入的过程中,强调让学生自主地建构和完整自己的认知结构,在实验探索上,强调学生自行设计实验论证猜想。在交流讨论、问题猜想、实验探究、理论论证、实际应用和总结提高又是一次又一次图式的同化和顺应的过程,原有图式的再次改造和完善,构建成螺旋型认知结构体系。
2、教材内容整合与教学资源高效利用的创新与突破。
教学反馈设计分析:
1、课前上位的反馈:
通过牛顿运动定律在斜面上的应用;在课堂交流展示,并在教师的引导下,进行对比发现规律和和问题。
2、重点内容难点突破的反馈:
通过学生设计性模拟电梯实验中,让学生带着问题观察思考可以检测学生的对重难点理解程度。最后通过设计完全失重小实验、体验分享、小试牛刀和课堂小结进行有效反馈。
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