《超重和失重》教学设计
富阳市实验中学青年教师培训展示公开课
《超重和失重》教学设计
孔林军
【教材分析】
本部分内容讲述超重和失重现象及其产生原因，并且将其应用在具体问题中：如电梯中的超失重和体重秤上的超失重等。
超重和失重的基本定义为：视重大于重力时为超重；视重小于重力时为失重；超失重时物体重力并不改变。
对超重和失重理解可以从运动学和动力学两个角度理解。运动学角度：当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态；当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态。动力学角度：当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态。前者为表象，后者为本质，两者为递进关系。
超重和失重是生活中的常见现象，因此讲解本部分内容时应尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，过程应多安排些学生的动手实验机会，让学生有切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学生对超失重的理解。
【学生情况分析】
1．自然状况：学生为高一年级一个普通班，学生的学习基础处于年级中等水平，但班级中有一部分学生思维较活跃；
2．知识基础：前面学生已经学习并较好掌握了运动学和牛顿运动定律知识，这为超重和失重学习打下一个比较好的基础；
【教学目标】
知识与技能：
1．了解超重与失重现象；
2．运用牛顿第二定律研究超重与失重现象；
3．运用超重与失重知识解决实际生活中的问题。
过程与方法：
1．体会应用实验研究物理问题的过程；
2．体会运用牛顿第二定律解决问题的方法。
情感态度价值观：
通过多种我们身边实验的教学，激发学习的动力。
【教学重难点】
1．理解超重与失重现象的力学本质；
2．了解完全失重现象；
3．运用超重与失重的原理解决实际问题。
【教学设计思想】
1．以随堂演示小实验和学生实验探究为核心
(1)感受超失重；
(2)实验研究超失重
(3)实验探究完全失重；
(4)观察水瓶的完全失重现象。
2．以递进式的问题为引导
(1)什么是超失重现象？
(2)什么情况下会发生超失重现象？
(3)超失重现象的力学本质是什么？
(4)什么是完全失重？其力学本质是什么？
【教学器材】
天平，沙漏，纸带，摄像头，钩码，体重秤，水瓶，两本书
【教学过程流程图】
【教学过程】
课堂引入：问题1.我们一般可以用什么来测量物体的重量
学生答：……………….
演示实验一：天平测量黑箱（内部为沙漏）
先正向朝上测量，在翻转测量------现象不平衡
一、超重和失重现象
课堂实践：
(1)用手托住钩码，并保持静止，感受钩码的重力大小。
(2)手从静止开始突然向上运动，再从静止开始突然向下运动，过程中有何感受？
(3)用纸带将钩码系住，手提另一端，加速上提
现象断裂
课堂思考：真的是钩码的重力变化了吗？没有，根据G=mg可知重力不变。
那么，过程中什么量发生了变化？钩码对手的压力和钩码对纸带的拉力发生了变化。 定义：什么是视重,什么是实重
例1.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当升降机以a=5m/s2加速度匀加速上升时，弹簧秤的示数为多少？
拓展：
若升降机以a=5m/s2加速度匀减速下降时，弹簧秤的示数又为多少？
教师学生总结：
超重现象的定义、条件、本质
生活中的应用：测体重人迅速站起
例2.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当升降机以a=5m/s2加速度匀加速下升时，弹簧秤的示数为多少？
拓展：
若升降机以a=5m/s2加速度匀减速上降时，弹簧秤的示数又为多少？
教师学生总结：
失重现象的定义、条件、本质
生活中的应用：测体重人迅速蹲下
例3.如图所示，升降机内质量为1kg的小球用轻弹簧秤系住，悬在升降机内，当以a=g匀加速下降时，则弹簧秤示数为多少？
教师学生总结：
完全失重现象的定义、条件、本质
生活中的应用一：漏水的瓶子的自由落体，上抛运动，平抛运动
生活中的应用二：相互插在一起的书本在桌面上双手拉和自由落体时拉的区别
四、运用超重和失重知识解决实际问题
1．请为我国的航天员设计超重和完全失重环境，让他们进行超重和失重的训练。
2.在娱乐场所中很多的超重和失重有关的项目
【教学反思】
1．设计好实验是前提
物理学是以实验为基础的学科，很多概念和规律的建立都需要有一个实验操作的过程，所以做好实验是学好物理知识的前提。本节课中设计有随堂小实验，学生实验，课中教师演示实验，从各个层面帮助学生理解超失重知识。
2．关注实验的操作和分析是重点
物理实验过程不能是简单放任过程，而应该关注学生在操作过程中的各项细节，以及对实验现象和数据的分析与处理，都应给予及时的指导：在实验过程中教师可以关注：学生为了达到实验目的而采取的实验策略；为了减小实验误差而进行的`实验调整，实验操作完成后的数据分析与处理等等。
3．科学探究的过程是灵活的
科学探究是物理学习过程中的一种手段，它可以帮助学生更好地学习物理知识，加深对物理知识的理解，我们的物理课堂需要科学探究，但不是生搬硬套的科学探究完整流程，而是灵活的采用科学探究的某个环节或某几个环节，如本节课中有的实验只需要简单体会一下即可，而有的实验需要精心设计和测量，并要有一定的猜想与假设。
同时科学探究不等于科《超重和失重》教学设计学实验，没有物理实验也可以进行科学探究，那是思维探究，这也是一种很好的探究方式，且很多时候更适合与高中学生。如本节课中从力学本质上对超失重的分析就属于思维上的科学探究。
4．科学实验探究能否高效
这是一个困扰大家的问题，物理实验的进行会延缓课堂的进程和容量，使课堂效率降低，如何解决好这样的问题呢？我自己认为可以从以下几方面加以改进：
(1)增加课前的培训，磨刀不负砍柴功，让学生事先熟悉实验器材与一些实验的基本操作，可以减少学生在课堂上由于耽误不必要的时间；
(2)实验前先明确实验目的，并且做适当的实验引导，如本节课中提出几个实验思考题，让学生带着问题进行实验，学生实验过程中的目的性就得到加强，实验效率也得以提高；
(3)实验过程中的引入竞争，教师在实验巡视过程中应及时地发现做得比较好的学生，当众表扬，并鼓励其他小组来进行学习，从而加快落后小组的实验进程，进而提高整体课堂实验的效率。
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