《4、超重和失重》教学设计(陕西省县级优课)x-物理教案

1.5.5超重与失重授课教师杨艳苹所在学校乾县杨汉中学教学用具多媒体教学课件；饮料瓶；弹簧测力计；钩码．教学任务分析1.教材的地位和作用本章内容是牛顿运动定律的应用。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、解决问题的应用知识的能力，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。2、内容分析演示弹簧测力计下端挂钩码时，在静止、匀速上升、加速上升三种不同状态下，让学生观察测力计的示数变化，（因物体加速上升时，测力计的示数变化迅速，不好观测，可以采取手机拍摄慢视频的方式，在投影仪下让全体学生都清晰地观测到）并亲自体验手捧书在这三种状态下，手的不同感受，引出超重的定义，引导学生根据牛顿第二定律分析总结出，超重的实质及产生的条件；再根据对称性的思想，直接把失重交给学生去探讨，并得出相关的信息；接着演示小实验：下端开有小孔的饮料瓶，用手指按住小孔，当瓶中注满水后，松开手指，问学生水会不会从小孔射出？（学生答：会）演示证明。那么，有没有办法，使手指松开后，水不会射出呢？（演示：让饮料瓶自由下落）由此引出完全失重的定义，并分析其产生的条件及实质，列举物体在完全失重状态时，由重力引起的一切现象都会消失的事例，辅助播放相关视频。随后，提出问题：超重、失重是物体的重力变大或变小了吗？完全失重是物体的重力完全消失了吗？让学生自己总结归纳。对本节课进行总结，并设置练习题进行巩固。设置练习题也是层层递进，向高考靠拢。学生学习心理分析根据学生的认知规律和高中学生的心理特点，在教学上，首先由实验激发学生的求知欲望，引入新课。在新课教学中，利用弹簧测力计在不同状态下测量物体的力，并体验手捧书，将抽象问题具体化。引导学生分析问题，以学生为主体，让学生参与知识的形成过程，在教师引导下，围绕教学目标层层展开，由浅入深，环节紧凑。注意引导学生观察、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，突出体现了学生对知识的获取和能力的培养。学法：指导学生学会分析问题的思路、方法。领会抓住主要因素，建构物理模型。总的来说,物理学习对大多数学生来说，都抽象、枯燥、难理解，但同时他们都有一颗好奇的心，善于猎奇，所以处理有些问题，教师不需要直接灌输给学生，而是设置小实验，放开手把问题交给学生自己去解决，这样他们也有兴趣去观察、探讨，对知识的理解也会比较深刻，从中也能找到自信，建立起学习物理的信心。教学目标知识与技能通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质，会用牛顿第二定律分析超重和失重现象。过程与方法培养学生的分析推理能力和实验观察能力，引导学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。情感、态度与价值观渗透“学以致用”的思想，培养学生具有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。体会基础知识在高科技领域中的应用价值。教学重点超重和失重的实质教学难点利用牛顿第二定律解决有关超重和失重问题。教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段实验、多媒体辅助教学教学过程教学环节教师活动设计意图学生活动引入新课我们学习了牛顿第二定律，知道力会使物体产生加速度，那么怎样去测定一个力的大小呢？复习旧知，启发学生自主思考用弹簧测力计可以测量手拿一个弹簧秤，下端挂一钩码，问学生该物体的重力是多少？学生用弹簧测力计测量教师演示:手提下端挂有钩码的弹簧测力计加速上升，观察弹簧测力计的示数。（用手机拍摄慢视频，回放出测力计的示数）学生观察到弹簧测力计的指针向上运动，示数增大老师测出来物体的重力超过了你们测量出来物体的重力？难道老师有魔法吗？实验一:体验手捧书，1.静止时2.匀速上升（定性体验）3.加速上升让学生谈谈自己对手捧书，在两种不同运动下的感受：加速上升时，手的压力增大新课教学总结上述两个实验的共同特点：定义超重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体重力的现象。即视重大于实重。解释视重：在竖直方向上，物体对弹簧测力计有拉力或对台秤有压力作用，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。实重：物体实际所受的重力。问题一：那么超重是物体的重力变大了吗？问题二：为什么会产生这样一种现象呢？产生的条件和实质又是什么呢？通过对运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力．都是在加速上升时，导致测力计的示数变大或手的压力变大，这就是我们今天要讲的超重现象重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，通过G=mg可以计算，只是在地球的不同地点，g的大小不同，所有重力的大小只跟地理位置有关，而不会随物体做不同的运动发生变化。大家能不能从理论上来分析证明呢？根据牛顿第二定律：静止或匀速上升时：F-mg=ma=0F=mg根据牛顿第三定律，物体对测力计的拉力F’就等于测力计对物体的力F，即F=F’综上得：F’=mg即物体对悬挂物的拉力与物体所受的重力大小相等，这也就是平时我们测量重力时用的方法。加速上升F-mg=maF=mg+ma>mg根据牛顿第三定律，物体对测力计的拉力F’就等于测力计对物体的力F，即F=F’即F’>mg即物体对悬挂物的拉力大于物体的重力上面的推导仅从力的角度出发，并未设计速度，则超重与速度方向无关。归纳总结：超重的实质：超重并不是物体的重力变大了，而是物体所受弹力（如弹簧秤的拉力、台秤的支持力）即视重大于重力的现象产生的条件：加速度方向向上，与速度方向无关运动状态：加速上升或减速下降1.确定研究对象：书（钩码）2.运动状态分析：加速上升3.受力分析：重力mg，竖直向下；手对书的支持力（测力计对钩码的拉力）F竖直向上4.牛顿第二定律列式5.求解、作答[讨论与思考]从对称性的角度思考，加速度可以向上，那么，加速度向下时，视重与视重是否相等？会出现怎样的情况？对钩码受力分析，当加速度向下时mg-F=maF=mg-ma<mg即视重小于实重这就是失重现象由超重规律推导失重规律，触类旁通总结：失重的实质：失重并不是物体的重力变小了，而是物体所受弹力（如弹簧秤的拉力、台秤的支持力）即视重小于重力的现象。产生的条件：加速度方向向下，与速度方向无关运动状态：加速下降或减速上升拔高习题：取一个饮料瓶，在靠近底部处开一个小孔，先用手指按住小孔，往瓶内注水，然后问学生：手指松开后水会不会射出，学生都说会，松开手指演示，果真会射出再问：有没有办法使手指松开后，水不会射出来呢？并解释原因。演示并引出完全失重完全失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）等于零。即视重为零。在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都消失了，比如物体对桌面无压力、单摆不再摆动、浸在液体中的物体不受浮力。解释水未射出的原因让瓶自由下落原因：瓶子在空中运动过程中，瓶和瓶中的水具有同样的加速度g，这是由重力全部来提供的，所以水原来因液重产生的压强消失，那么水当然也不会从小孔射出。完全失重的实质：完全失重并不是物体的重力完全消失了，而是物体不再受拉力或支持力。即视重为零。产生的条件：加速度方向向下，且a=g课堂小结[小结]师：请同学们根据自己对本节内容的理解，在笔记本上将本节课的主要内容进行总结．课堂练习练习一、原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长弹簧拉住的，具有一定质量的物体A静止在底板上，如图，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，此升降机的运动可能是:()A、加速上升B、减速上升C、加速下降D、减速下降练习二、电梯中的超重与失重（播放视频）问题1：电梯在什么状态下处于超重，什么状态下处于失重，什么状态下既不处于超重也不处于失重？问题2：分别计算电梯在不同运动状态下的加速度？练习三、一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上．电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0s到6s内体重计示数F的变化如图所示．试问：在这段