超重和失重（详案）.doc

超重和失重课堂教学设计执教：上海市进才中学 徐海燕【设计思想】本课将在学生原有知识结构的基础上，通过体验和经历，构建关于超重和失重的新知识，达成预定的三维教学目标。本课将以探究为主线，充分重视情景、问题、体验、合作、自主、交流等教学元素，力图实现现代信息技术与课堂教学的整合。【教学说明】超重失重是高中物理中牛顿第二定律知识的迁移部分。在教学内容的安排上主要有以下四部分：1. 学生知道什么是超重和失重现象，知道什么是完全失重；2. 学生通过实验探究在哪些情况下会出现超重和失重现象；3. 运用牛顿第二定律、牛顿第三定律分析产生超重和失重的原因；4. 应用所学知识分析解释一些相关的物理现象。超重和失重是一种在日常生活中比较常见的物理现象。学生往往能够感受到，但是并没有注意到这一现象的特点，也不知道这就是超重或失重现象。因此我用拉纸带和称体重两个小实验让学生注意物体对悬绳的拉力（或对支持物的压力）并不总是等于物体的重力，从而引出超重和失重的概念。物理概念和物理规律的形成是由现象到本质的过程，对它们的理解和掌握不可能一蹴而就，怎样才能够让学生不是机械化的记住超重和失重的运动形式，而是真正理解超重和失重的实质所在，将是这节课要突破的难点。因此我采用实验探究的方法，让学生通过实验的仔细观察，并结合图像分析，归纳出在哪些运动情况下会出现超重和失重，并进一步分析出本质上的共同点：在竖直方向上具有加速度。由于实验包含的规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘，因此这一部分的自主探究活动可以让学生亲自感受到实验探究问题的过程，正是对学生观察、分析、归纳等各项综合素质和能力的培养。当学生在磅秤上下蹲或站起时，由于是个动态的变化过程，加上运动时间短、情况复杂，学生在实验观察上会遇到困难，为了让学生更清晰的观察到超重和失重现象中视重的变化情况，教学中采用了DIS实验来记录运动过程中力的动态变化情况，通过力的图像能够形象的展现变化情况。概括地来说，这节课的教学设计主要有以下几点构成：1. 从生活中常见的现象出发，通过一些小实验激发学生的学习兴趣和好奇心。2. 以学生提出的问题为主线贯穿整个探究过程3. 教学过程中注意由浅入深，从观察现象到实验探究本质到运用牛顿定律分析原因逐步深入所要研究问题的核心部分。4. 以实验作为突破点。让学生亲自体验实验探究问题的过程，分析超重和失重现象。【教学目标】1、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）能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。2、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。3、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。【重点难点】 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）运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的分析。【教学仪器】1）健康秤、超重（失重）演示仪、纸条、钩码、各类超重（失重）小实验器材。2）DIS实验设备：力传感器、数据采集器、计算机、投影仪。情境学生实验1学生实验2超重和失重现象的运动学特征超重和失重现象的动力学原因实践应用估算、游戏、实验、猜测、验证、交流问题激疑2问题激疑1问题激疑3抽象归纳试验探究学生实验3DIS演示实验超重和失重现象理论探究推理计算【教学流程】说明：1 激疑1什么是超重和失重现象？ 激疑2什么情况下会出现超重和失重现象？激疑3为什么会产生超重和失重现象？ 2. DIS是“数字信息系统”的英文缩写，本实验可记录超重、失重现象中拉力或压力的变化过程，显示瞬时值的大小。3.“实践应用”要求学生运用所学超重、失重的知识解决一些相关实际问题，例如估算、游戏、自主实验等，并通过自主活动和交流体验猜测和验证的科学方法。【教学流程】情景引入：学生实验1：用纸带挂上钩码，然后迅速上提。现象：纸带断了。 （纸带既然能够承受钩码的重力，怎么会断呢？）学生实验2：某位学生称体重，在秤上蹲下和站起。 现象：秤的示数发生变化。 （难道该学生的体重发生了改变？）由以上两个学生实验引出课题“超重和失重”板书： 超重和失重问题提出：从实验出发，围绕着超重和失重，学生提出问题。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？解决问题1：什么是超重（失重）现象？ 师生共同分析实验现象：1. 纸带断了说明钩码对纸带的拉力增大了，大于钩码的重力。 2. 磅秤的示数表示的是人对秤的压力，秤的示数增大表示人对秤的压力大于人的体重。这些都是超重现象。学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。板书： 超重 失重 F拉（或F压） G F拉（或F压） G学生指出实验中的失重现象：秤的示数减小表示人对秤的压力小于人的体重。分析：在超重和失重现象当中物体实际重力是否发生改变，为什么？ 探索研究：1）实验探究：解决问题2：什么情况下会出现超重现象？学生实验：学生站在健康秤上，观察下蹲和站起时秤的示数如何变化，并描述观察到的实验现象。教师DIS演示实验：卡通猫站在模拟电梯中的秤上，随电梯一起上升和下降。用力的传感器记录卡通猫对秤的压力的变化过程。学生分析压力随时间变化的图像，找出超重和失重现象分别所对应的图像部分。经图像分析发现上升过程中有超重和失重，下降过程中也有超重和失重。显然出现超重还是失重现象并不是取决于速度的方向。那么出现超重还是失重现象究竟取决于什么因素呢？结合称体重实验时的体验和感受，学生进一步分析物体在上升过程中运动情况是怎样发生变化的？ 【提示1】上升过程可以分为哪两个阶段？（初速为零，末速为零，中间速度不为零）【提示2】比较超重现象所对应的两种运动情况在本质上有什么共同点？小组代表交流分析结果：1）物体上升过程可分为两个阶段：加速上升、减速上升； 物体下降过程也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。 2）当物体加速上升和减速下降时会出现超重现象； 当物体加速下降和减速上升时会出现失重现象。 3）出现超重现象时加速度方向向上，出现失重现象时加速度方向向下。sv失重 减速上升超重 加速上升aavs超重 减速下降失重 加速下降aa板书： 超重 失重 a向上 a向下 2）理论分析：解决问题3：为什么会出现超重和失重现象？ 学生对超重现象中的物体进行受力分析，运用牛顿第二定律和牛顿第三定律写出物体对支持物压力（或物体对悬挂物拉力）F的表达式。板书： 超重 失重 F = mg + ma F = mg ma实践应用：1. 试根据图像估算出电梯加速上升时的最大加速度。【提示】电梯加速度最大时小猫KITI对传感器的最大压力是多大？2. 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。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，还取决于他的加速度。）由游戏中引出完全失重现象板书： （完全失重） a = g（向下） F压 = 0 3. 演示文稿: 杨利伟采访记录原文。要求学生根据所学知识在“超重、失重或完全失重”中选择一个恰当的填入空格处。 4. 利用提供的实验器材让学生自己