新教材高中物理 第4章 牛顿运动定律 第6节 失重和超重 第7节 力学单位教案 粤教版必修第一册

上课时间上课时间新教材高中物理第4章牛顿运动定律第6节失重和超重第7节力学单位教案粤教版必修第一册2025年12月任课老师任课老师魏老师设计思路设计思路本节课以“新教材高中物理第4章牛顿运动定律第6节失重和超重第7节力学单位”为主题，通过实际实验和理论讲解相结合的方式，引导学生深入理解失重和超重现象，掌握力学单位及其换算。课程设计注重理论与实践相结合，以学生为主体，激发学生的学习兴趣，提高学生的物理素养。核心素养目标核心素养目标1.提升观察与实验能力，通过实验探究失重和超重现象。

2.强化物理量测量意识，学习力学单位及其换算。

3.培养科学推理和模型构建能力，理解牛顿运动定律在实际情境中的应用。

4.增强科学思维与科学探究意识，培养解决实际问题的能力。教学难点与重点教学难点与重点1.教学重点

-明确牛顿第二定律在失重和超重现象中的应用。

-掌握超重和失重的判断方法，能通过加速度判断电梯的运动状态。

-理解力学单位及其换算关系，能够正确进行力的单位转换。

2.教学难点

-失重和超重现象的物理原理，尤其是理解电梯内物体的视重和实重的区别。

-在不同加速度下，如何根据牛顿第二定律计算超重或失重时的力。

-力学单位换算中的细节处理，特别是当加速度与重力加速度方向不一致时的计算。教学资源教学资源-软硬件资源：力学传感器、加速度计、电子天平、计时器

-课程平台：物理教学软件、在线物理实验平台

-信息化资源：牛顿运动定律动画演示、失重和超重现象的视频资料

-教学手段：实物模型、多媒体课件、黑板或白板、实验报告模板教学过程教学过程一、导入新课

（教师）同学们，我们之前学习了牛顿第一定律和第二定律，今天我们将继续探索牛顿运动定律的精彩世界，特别是失重和超重现象，以及力学单位的知识。

（学生）好的，老师，我们期待学习这些内容。

二、新课讲授

1.失重和超重现象的观察

（教师）首先，我们来看一个实验。请同学们观察这个装有沙子的桶，当桶静止时，沙子的重量由地面支撑。现在，我将桶加速向上和向下移动，你们能感受到沙子的重量变化吗？

（学生）能感觉到，向上加速时沙子变轻了，向下加速时沙子变重了。

（教师）很好，这就是失重和超重的现象。当桶向上加速时，桶和沙子都受到向上的加速度，桶对沙子的支持力减小，所以沙子感觉变轻了，这就是失重。相反，当桶向下加速时，桶和沙子都受到向下的加速度，桶对沙子的支持力增大，所以沙子感觉变重了，这就是超重。

2.牛顿第二定律的应用

（教师）接下来，我们用牛顿第二定律来解释这个现象。根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。当桶向上加速时，桶对沙子的支持力F减去沙子的重力mg等于沙子的质量m乘以加速度a，即F-mg=ma。当桶向下加速时，桶对沙子的支持力F加上沙子的重力mg等于沙子的质量m乘以加速度a，即F+mg=ma。

（学生）老师，那我们怎么判断是失重还是超重呢？

（教师）当加速度a的方向与重力加速度g的方向相同时，桶对沙子的支持力F小于沙子的重力mg，这就是失重。当加速度a的方向与重力加速度g的方向相反时，桶对沙子的支持力F大于沙子的重力mg，这就是超重。

3.力学单位的换算

（教师）现在，我们来学习力学单位。力的单位是牛顿（N），它等于1千克物体受到1米/秒²加速度时的力。力的单位换算可以通过以下公式进行：1N=1kg·m/s²。

（学生）老师，那我们怎么知道一个力的具体数值呢？

（教师）我们可以使用电子天平来测量物体的质量，然后通过加速度计测量加速度，最后根据牛顿第二定律计算出力的大小。

三、课堂练习

（教师）接下来，请同学们完成以下练习题：

1.一辆汽车以5m/s²的加速度匀加速直线运动，如果汽车的质量是1500kg，那么汽车受到的牵引力是多少？

2.一名宇航员在太空中，他的质量是80kg，如果宇航员所在的飞船以9.8m/s²的加速度远离地球，那么宇航员受到的推力是多少？

（学生）好的，老师，我会认真完成练习。

四、课堂讨论

（教师）同学们，刚才我们学习了失重和超重现象，以及力学单位的换算。现在，我们来讨论一下，这些知识在实际生活中的应用。

（学生）老师，我觉得这些知识可以用来设计安全带，防止在高速行驶的汽车中发生碰撞时乘客受到伤害。

（教师）非常好，同学们的思考非常到位。失重和超重的知识不仅可以用于汽车安全，还可以应用于电梯、飞机、火箭等众多领域。

五、总结与反思

（教师）今天我们学习了失重和超重现象，以及力学单位的换算。通过实验和讨论，我们了解了牛顿第二定律在实际情境中的应用。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，提高自己的物理素养。

（学生）谢谢老师，我们一定会努力学习的。教学资源拓展教学资源拓展1.拓展资源：

-牛顿运动定律的历史背景和研究方法，介绍牛顿如何通过实验和数学推导得出这些定律。

-力学单位制的演变，从古至今，力学单位是如何发展和演变的。

-失重和超重现象在航天、航空、高速列车等高科技领域的应用实例。

-力学单位在国际单位制中的地位和与其他物理量的关系，如质量、长度、时间等的基本单位。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读有关牛顿生平和科学成就的书籍，了解科学家的研究过程和科学精神。

-建议学生收集并整理不同国家和地区的力学单位制，比较其异同，分析其演变原因。

-组织学生参观科技馆或航空航天博物馆，实地观察失重和超重现象的模拟实验。

-让学生参与物理实验设计，通过实验验证牛顿第二定律，并探讨失重和超重现象在实际应用中的影响。

-布置学生完成一个小型项目，如设计一个简易的电梯模拟器，通过改变加速度来体验失重和超重。

-引导学生研究不同类型的交通工具（如汽车、火车、飞机）中的安全带设计，分析其如何利用失重和超重原理保护乘客。

-组织学生进行小组讨论，探讨力学单位在国际贸易和科学研究中的重要性，以及如何进行国际间的单位换算。

-提供一些在线资源，如教育视频、互动模拟软件等，让学生在课外进行自主学习和探索。

-鼓励学生参与物理竞赛或科学展览，通过竞赛和展览的形式加深对物理知识的理解和应用。板书设计板书设计①失重和超重现象

-失重：加速度方向与重力加速度方向相同，支持力小于重力。

-超重：加速度方向与重力加速度方向相反，支持力大于重力。

②牛顿第二定律在失重和超重中的应用

-F-mg=ma（向上加速）

-F+mg=ma（向下加速）

③力学单位及其换算

-力的单位：牛顿（N）

-换算公式：1N=1kg·m/s²

-基本单位：质量（kg）、长度（m）、时间（s）

④实验验证

-加速度计

-电子天平

-力传感器

⑤力学单位制

-国际单位制（SI）

-其他单位制（如英制、公制等）

⑥应用实例

-电梯

-航空航天

-高速列车课后拓展课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《牛顿传》节选，了解牛顿的生平及其科学贡献。

-视频资源：《失重与超重现象的原理与应用》科普视频，通过动画演示失重和超重现象。

-实验视频：《牛顿第二定律实验演示》，观看实际实验操作，加深对理论的理解。

2.拓展要求：

-学生可以利用课后时间阅读《牛顿传》节选，了解牛顿的科学探索过程和科学精神。

-观看《失重与超重现象的原理与应用》科普视频，通过视频中的实例，加深对失重和超重现象的理解。

-观看《牛顿第二定律实验演示》视频，观察实验步骤和结果，思考实验原理与实际应用的关系。

-鼓励学生尝试自己设计简单的实验，如使用电子天平和加速度计测量物体的加速度，验证牛顿第二定律。

-学生可以查阅相关资料，了解力学单位制的演变过程，比较不同单位制之间的差异。

-教师可以提供必要的指导和帮助，如解答学生在阅读和观看过程中产生的疑问，推荐相关的学习资源。

-鼓励学生撰写实验报告或观后感，总结学习心得，提高学习效果。教学评价与反馈教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与度，包括提问、回答问题、参与讨论等。评价学生是否能积极参与课堂活动，对知识点的理解是否到位。

2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括是否能够提出有见地的观点，是否能够倾听他人意见并有效沟通，是否能够将讨论成果清晰地表达出来。

3.随堂测试：通过随堂测试评估学生对失重和超重现象的理解，以及力学单位换算的能力。测试结果可以反映学生对知识点的掌握程度。

4.实验操作：评价学生在实验过程中的操作技能，包括