超重和失重 教学设计

[4.6超重和失重][教学设计]蚌埠第二中学曹豆豆安徽省普通高中新课程新教材优质课评选活动[4.6超重和失重][教学设计]蚌埠第二中学曹豆豆安徽省普通高中新课程新教材优质课评选活动4.6《超重和失重》教学设计蚌埠第二中学曹豆豆一、设计思想本节课主要是通过实验认识超重和失重现象，教学中设计了体验性实验，探究性实验和传感器定量实验，通过体验性实验得出超重和失重的概念，通过在电梯里测体重的定性实验得出超重和失重可能与加速度的方向有关，少量的定性实验无法排除超重和失重是否与加速度的大小有关，接着用熟悉的情景-在自制电梯里利用数字化传感器测体重的定量实验，得出超重和失重的运动学特征，最后利用牛顿定律理论分析定量实验的结论，找出超重和失重的原因，最后利用所学知识设计方案测加速度，解释各种现象。在教学中利用了实验探究和理论分析的方法，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，提高动手与合作能力，养成透过现象看本质的物理意识。二、教学目标1、物理观念建构超重与失重的物理概念，了解其原因，超重和失重受力分析。2、科学思维经历超重与失重的建模过程，锻炼科学建模和逻辑推理能力。3、科学探究=1\*ROMANI、经历实验探究产生超重和失重现象运动学特征的过程，学习科学探究的方法解决现实生活问题。=2\*ROMANII、通过实验探究培养学生应用物理规律分析问题、解决问题的能力；4、科学态度与责任体验学以致用的乐趣，感受物理与生活的关联性。三、教学重点及难点重点：失重现象的条件、实质，应用牛顿运动规律分析超重与失重现象，巩固解决实际情境下的动力学问题的一般过程和方法。难点: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实例分析。四、课前准备课件，数字化实验仪器，自制教具，磁铁，木板、台秤、弹簧称等教学过程【教学活动过程设计】教学环节教学任务教师活动预测学生活动设计意图环节1创设情景引入新课新课引入从太空中神奇的现象出发，激发学生学习兴趣，在下落的箱子里做出太空实验，引出本节课题：超重和失重。学生认真观察，积极思考,激发起学习本课的兴趣。在吸引学生兴趣的同时引发思考。环节2重力的测量原理了解弹簧秤测量重力的原理，了解视重是什么让学生了解测量重力的方法带学生通过体验，了解弹簧测力计和台秤的视重体验1：用手压台秤或者拉弹簧，这时示数表示哪个力？体验2：换成物体拉或者压弹簧秤和台秤，这时的示数表示的是哪个力的大小？会出现重力和物体对台秤压力两种答案体验3：用手压在物体上，观察到什么现象？示数增大，重力增大了吗？最终引导学生得出测量仪器直接测量的是物体对台秤的压力或者是对弹簧秤的拉力，即视重。通过分析在静止状态下测重力的原理，为下一环节研究在运动状态下测重力做铺垫。学生观察体验并积极思考，回答老师提出的问题。最终了解测量仪器直接测量的是物体对台秤的压力或者是对弹簧秤的拉力，理解测重力的原理。通过亲身体验引发学生思考。教师引导、交流、讨论，启迪学生思维，发展学生科学方法的核心素养，培养学生的怀疑精神。环节3超重和失重的概念通过学生分组实验在运动状态下测量重力，总结出超重和失重的概念。过渡：在静止状态下，视重等于实重，在运动状态下呢？[学生分组实验]问题1：观察到什么现象？示数有时比重力大有时比重力小。引出概念：超重—视重大于重力失重—视重小于重力明确超失重过程中重力没有发生变化。学生认真实验，在教师引导下思考并积极回答问题。充分发挥学生的自主性，让学生直观感受物理规律总结的一般方法。环节4寻找超重和失重的运动学特征环节4寻找超重和失重的运动学特征利用传统实验，定性探究超重和失重的运动学特征。过渡：在运动状态下出现超重和失重？怎样的运动情况会出现超重？什么情况下会失重？一起用实验探究，寻找超重和失重的运动学特征。[学生课外实验]让学生汇报，课前学生在电梯里测体重的视频，学生观察并记录现象。猜想超重和失重可能与什么有关？一起讨论分析，首先排除与速度方向的关系。问题1：与加速度有什么关系呢？学生记录加速度方向。发现与加速度方向有关。问题2：与加速度大小有没有关系呢？学生猜想：可能有关系。问题3：如何设计实验来探究测出加速度的大小和方向。学生汇报各组在电梯里测体重的实验，观察实验现象，积极思考教师提出的问题。讨论交流，最后发现超重和失重可能与加速度的方向有关。通过学生解答反馈，掌握学情，利用问题引出对超重和失重的定量实验。利用数字化实验，定量探究超重和失重的运动学特征。[定量实验]利用力传感器在自制电梯上做测体重的实验，定量探究超重和失重与加速度的关系。器材：自制电梯、计算机、传感器等1、介绍传感器和实验原理。2、学生配合演示实验，得出数据和图像实验测量时间是10s，每隔0.01s取一组数据，在这段时间会测量出大量的数据，能从实验得出结论。3、引导学生仔细观察图像，发现了什么？最终得出结论：超重失重只与加速度的方向有关。从图像中还能看出力和加速度应该有着定量的关系。问题1：研究两个物理量的关系，我们一般用什么方法？画图像问题2：画出F-a图像，发现是什么关系？线性关系。问题3：为什么他们之间呈线性关系呢。引出对超重和失重产生的原因。观察实验现象，分析数据，思考从图像中发现了什么?讨论交流，学生自行分析自己的发现，得出超重和失重只与加速度方向有关。最终发现超重和失重的运动学特征从定性实验到定量实验，培养学生严谨的思维习惯。培养学生图像的识别和处理能力。环节5寻找超重和失重产生的原因环节5寻找超重和失重产生的原因学生自主利用牛顿运动定律推导超重和失重的产生原因过渡：从实验探究中力和加速度的呈线性关系开始，引导学生思考原因，从而引出用牛顿定律来解决问题。1、学生自主分析，利用牛顿定律分别分析加速度向上和加速的向下时，压力和加速度的定量关系。最终得出：超重：FN=mg+ma失重：FN=mg-ma2、再次验证定量实验的结果，最终使学生深刻理解牛顿运动定律是产生超重和失重的原因，明白了为什么超重和失重只与加速度的方向有关。在实验的基础上，得出需要分析力和加速度的关系，对研究对象受力分析，利用牛顿定律解决所遇到的问题，学会，规范学生的答题规范。培养学生解决实际问题的能力，通过实验-理论-再次实验验证的研究程序，使学生深刻理解处理物理问题的一般方法。学以致用--利用超重和失重知识测电梯的加速度学以致用：学生自主设计方案，测电梯的加速度。前面有F与a是线性关系作铺垫学生容易自主设计出方案。结合前面在电梯里测体重的实验，让学生动手计算，实际的加速度是多少，然后利用手机里的加速度计测量验证，发现方案可行。过渡：继续引导学生可以用压力与加速度的关系式可以制作加速度计，学生思考在压力为0时，加速度是多少？加速度为g时压力真的是零吗？引出对完全失重的研究。学生自主设计方案，测电梯的加速度。利用课前在电梯里测体重的数据，计算学校实验楼的加速度。用手机里的传感器再对计算结果进行验证。两个结果一致说明设计的方案是可行的。学生利用本节课所学知识，自主设计方案，既培养了学生利用牛顿运动定律解决实际问题的能力，又加深了对超重和失重的理解。环节6完全失重了解完全失重，能解释完全失重下的一些现象，解密课前太空实验。播放物体在台秤上和台秤一起下落的视频，引出完全失重的概念。让学生亲自观察体验完全失重状态下的有趣现象。1、学生体验：相互靠近的磁铁放在板子上，在和板子一起自由落体的过程中吸引到了一起。2、演示实验：装满水的带孔水瓶，在自由下落的过程中水不流出,利用手机里的慢动作拍摄，学生观察到水突然停流的过程。3、学生分组实验：装满水的带孔水瓶，在竖直上抛的过程中水不流出，上抛过程中水瓶滞留空中的时间较长，学生分组实验时容易观察到现象。通过实验，让学生亲自感受超重失重与速度无关，只与加速度有关，加深对超重和失重的理解。学生亲自动手做分组实验，仔细观察演示实验，在实验的过程中，了解超重失重与速度无关，只与加速度有关。让学生亲自观察完全失重状态下的有趣现象，激发学习兴趣，加深对完全失重的理解。环节7课堂小结和板书设计课堂小结和板书设计，以及作业布置知识回扣，利用所学知识解释为什么可以在课堂中做太空实验课堂小结：带学生一起总结节课所学内容。板书设计超重：视重>实重，a向上，F=mg+ma失重：视重<实重，a向下，F=mg+ma完全失重：视重=0，a=g学生结合所学知识，思考课堂上的太空实验的产生原因，总结本节课的学习内容。首尾呼应，解决了课前的疑惑，让学生感受到学有所获。教学反思