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1、超重和失重余杭中学物理组宣杭章【教材分析与学情分析】超重与失重是牛顿运动定律知识应用的一个典型的例子，其作用表现为两方面：第 一，此现象产生原因的分析要用到牛顿定律，这不仅有利于学生巩固对定律内容理解，而且 有助于培养学生分析问题的能力；第二，这是个贴近日常生活的实际问题，学生熟悉，可 亲身感受，可利用简单器材设计有趣实验，能激发学生的学习兴趣和探究热情，这对于培养 学生主动学习有着极其重要的作用。本节课前学生已经掌握了牛顿三定律，会用牛顿三定律分析相关的物理问题。因此，超 重失重问题的解释正好可以给学生提供一个非常好的运动知识的平台。我设计贴近学生生活 的实验，以此为基础，以探究为主线，让学
2、生通过实验操作、观察来认识超、失重现象，探 究其中的物理规律，再引导学生将生活语言转化成科学规范的物理语言阐述物理规律。通过 实验让学生理解并掌握物理概念与规律同时培养学生的创新能力。【教学目标】（）知识与技能1 .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。2 .能运用牛顿第二、第三定律分析超重与失重现象。（二）过程与方法1 .经过实验发现超重失重现象，用科学方法探究发生超重失重现象的条件。2 .通过教师引导、小组讨论、再进行有目的的探究实验寻找超重失重现象的本质。（三）情感、态度与价值观通过列举一些身边的超重失重例子和FI常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就 在身边
3、，激发自身好奇心和求知欲。【教学重点】通过实验探究和小组讨论，理解产生超重失重现象的条件和实质。【教学难点】通过牛顿运动定律发现超重、失重是一种假象，它不是重力的增加或减少，而只是物体 对支持物的压力或是对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力依然存在且大小不变。【教学用具】弹簧秤和物块（2人一组）、演示弹簧秤、饮料瓶。【教学过程】课前播放宇航员在太空里的生活（营造超重失重的氛围，使课堂自然展开）一、什么是超重失重？师：同学们，宇航员在空间站中生活的很惬意，提东西很轻松，还可以自由翻滚，做各 种各样不可思议的动作，这时为什么呢？学生回答：失重造成的师：对，就是失重，这就是我们今天的主要工作一一用牛
4、顿运动定律解释的生活问题中 超重与失重现象。师：超重失重肯定是和重力有关，那么我们先来研究重力。现在我有一个物块，请用给 定器材（弹簧秤、钩码），设计一个实验，得到钩码的重力大小。学生实验，得到重力值。（提醒学生：将钩码的重力数值纪录在纸上G=2. ON）师：为什么我们认为物体的拉力就是等于重力呢？因为物体静止，处于平衡状态，由二力平衡得：G=F,又因为F与F是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律得：F=F,所以F=G小结：当物体处于静止状态时，弹簧的示数等于物体的重力。（板书）张彬点评：这里直接由老师讲解完成，因为受力比较简单，不需要做过多分析。师：很好，但是要注意，这里有一个前提条件是弹簧
5、秤要静止，当物体运动的时候，视 重会发生变化吗？试一试（教师做出上下运动的动作及时引导学生）池雪敏点评：这里教师做弹簧秤向上运动超重的引导时应该动作幅度大一些，从下蹲到 站立，眼睛要与刻度尺平行方便观察示数学生实验活动一：进行实验，观察现象。教师提问：1 .你看到了什么现象？读数不稳定，有时候比刚才的读数大，有时候小。2 .物体的重力变了吗？地球作用在物体上的重力并没有变化。超重：测力计的示数大于物体的实际重力（板书）失重：测力计的示数小于物体的实际重力（板书）在日常生活中你体验过超重或失重吗？（乘坐电梯，在游乐园里玩过山车），那什么时 候会产生超重现象，什么时候乂会产生失重现象呢？学生实验活
6、动二：让物块产生超重失重现象一一弹簧秤的示数发生变化。预计学生的情况：有的组使物体向上运动，有的组使物体向下运动，同学们会发现两种 运动情况下都可以出现视重大于重力的现象。（向上运动的开始阶段；向下运动的结束阶段。）注：注意观察，如果有的同学摆动弹簧秤（圆周运动），教师要给予学生充分肯定，并 告诉学生在以后的学习中会得到解释。教师演示向上提物块，并对实验结果进行理论分析：一开始示数变大，然后示数变小。这里引导学生分析，在上升的过程中其实更坐电梯很 像，（板演三个过程图进行分析）运动过程可以分为三个阶段：加速上升，匀速上升，加速 上升，这三个过程的加速度方向，以及是否超重失重，一起与学生进行分析
7、。（这里其实效 果不是很好，为了更好的展现我们用视频展示电梯中的称在上升过程中示数的变化）上升过程分析好后，让学生分析下降过程。并完成表格总结产生条件:V的方向物体运动状态a的方向是否超、失重上升或下降匀速无无上升加速向上超重减速向下失重下降加速向下失重减速向上超重当加速度方向向上时，物体发生超重现象；当加速度方向向下时，物体发生失重现象。 与速度方向无关。（同时这个也是我们判断物体超重失重的方法）二、超重失重的本质是什么？师：为什么加速度方向向上时，物体发生超重现象；当加速度方向向下时，物体发生失 重现象呢？引导：通过牛顿第二定律我们知道，在质量一定的情况下，物体的加速度更物体所受的 合力有
8、关。现在我们分析物体在超重时的受力情况，根据牛顿第二定律得到结论。（黑板上 板书推导过程）张彬点评：在这里讲到加速度与合理的方向关系时，设置问题要有阶梯性。例如：加速 度方向向上，合力方向向上，这时应该设置为在重力与拉力的合力方向如何？根据牛二定律 我们发现合力方向与加速度方向相同。总结：物体具有竖直向上的加速度。F=m(g+a),超重了，但是重力没有变化。师：当加速度方向向下的时候又是怎么样的呢？(学生上讲台按照老师的格式板演，其 他同学在下面演算)当物体存在竖直向下的加速度。F=m(g-a),失重了，但是重力没有变化。三、超重失重的运用师：如果我现在做自由落体运动，会是超重还是失重？分析：
9、F=m(g-a),自由落体运动a=g,因此是要完全失重。师：(手拿饮料瓶)这是我们在生活中常见的饮料瓶，利用它们我们来做两个实验来验 证我们的推理(老师做一个，其他由学生完成)实验1： 一个盛满水的饮料瓶底部有一小孔，静止在手中时，水会流出；让易拉自由 下落或者竖直上抛时，会观察到什么现象？现象：当饮料瓶上升下落时，水不会流出。师：当饮料瓶自由下落时.，饮料瓶中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水 不会流出。但饮料瓶中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。完全失重现象：当物体以加速度a =g竖直加速下降时，物体对悬挂物的拉力(或对支 持物的压力)为零，这就是“完全失重”现象
10、。实验2： 一个盛满水的饮料瓶，在底部钻一个洞，静止在手中时，水会流出；让同学在 讲桌旁将瓶子抛出教室会观察到什么现象？现象：水并没有流出。师：这里加速度也是向下为g,也是完全失重。如果有时间可以分析人在体重机上，人站起来，?尊下去，体重计示数的变化。四、课堂小结1 .视.重：物体对弹簧的拉力(弹簧秤的示数)。2 .实重：物体的重力与运动状态无关，G=mgo3 .超重现象：a竖直向上，视重实重，F=m(g+a)；但重力不变。4 .失重现象：a竖直向下，视重v实重，F=m(g-a)；重力也不变。5 .完全失重现象：a=g竖直向下，视重为零。五、作业作业本上的超重与失重一节的作业总体评价：在课堂细节的处理中还需要多关注。比如实验引导的规范性，不能太随意。 上课过程中详略要得当，要避轻就重，在学生兴奋期中讲本堂课重点。