题目

超重和失重

年级学科

高一

课型

信息技术与

学科整合课

授课教师

黄华

工作单位

台州市洪家中学

教学目标

通过实验认识超重和失重现象。知道超重和失重的概念及其产生条件知道用牛顿定律对超重和失重现象进行定量分析，并能分析和说明一些简单的相关问题。了解生活中的超重和失重现象

教学重难点

关键

利用牛顿定律分析超重和失重，知道超重和失重的条件具有普适性。

教学方法

学生通过动手实验观察超重和失重现象，通过现象给出超重和失重的定义。进一步利用实验现象自主探究总结超重失重的条件。再利用牛顿定律分析超重和失重，知道超重和失重的条件具有普适性。再从习题引出完全失重。使学生在学习中体会生活中随处可见超重和失重现象。

运用的

信息技术工具

硬件：多媒体设备

软件：PPT

教学设计思路

学生通过前面的学习已经基本知道根据牛顿定律由受力确定物体的运动和由运动情况确定受力的基本方法和步骤。本节课是对由运动情况确定受力的进一步深化——用牛顿运动定律解决生活实例，使学生对超重和失重的物理内涵有更清晰的认识。超重和失重在学生头脑中存在前概念，认为超重和失重就是物体的重力变大和变小了。为摒弃错误的前概念，课程将采用引导学生观察实验现象、学生参与实验过程自主探究、学生讨论合作等方法，让学生逐步理解超重和失重现象的本质。

教学过程

设计意图

时间安排

教师活动1： 手持一个矿泉水瓶，预先已经在靠近底部的侧面打了两个小孔。移开手指，水就从小孔中射出来，释放水瓶，水还会溅出来吗？

教师活动2： 如何让小球从两根铜丝构成的圆弧轨道的最低点掉下去？

学生活动1： 两名学生参与实验，站在水瓶两侧。其他同学猜结果。看到水并没有溅到同学身上，同学们很吃惊也很好奇教师： 动一下，示数发生变化，这个现象和今天所要研究的超重和失重有关。示数变大就是超重，示数变小就是失重。请同学们猜想产生超重和失重现象的原因？

学生活动2： 学生站在秤上站起、蹲下，其他同学观察称的示数是否会发生变化？

教师： 猜一猜，示数变化与哪些因素有关呢？

学生： 与重力加速度有关、与速度有关、加速度方向有关、与合外力方向有关等等

4人为一探究小组，教师走下讲台听取学生的讨论意见，针对学生存在的问题及时指导，并回答学生在实验过程中的问题。

学生： 实验过程中，弹簧称示数变化太快，不利于观察

教师： 老师事先已经猜到这个问题，将实验过程拍成视屏，同学们可根据慢动作回放结合手头实验探究。

实验结束，教师请小组代表通过投影展示弹簧秤和钩码向上和向下运动过程小组的研究结果。运动情况

学生： 拉力或压力大于物体的重力。教师： 反之，当,就叫失重。(完成表格中的现象一栏)，即失重就是拉力或压力小于物体的重力。接下来讨论几个问题(投影展示)

（1）、发生超重或失重现象时物体的重力如何变化？

（2）、分析讨论上述四种情况，物体处于超重或失重状态是取决于速度还是加速度？

学生活动5： 学生分组讨论，发表见解，互相讨论，互相质疑，互相讲解

学生1： 重力不变，因为在地球上g不变，质量是物体的固有属性不变。

学生2： 我认为重力变了，因为人站在称上示数是变化的。

教师：质量变吗？

学生3： 质量不变，因为台秤的示数表示的是压力，不是质量。和弹簧秤一样，测的是拉力。

教师:同学们把手头的弹簧秤拿出来看一下，弹簧秤示数分两排，右边kg，左边N。现在同学们继续讨论弹簧秤测的是什么，质量到底变不变？

学生4： 质量不变，是物体的固有属性。台秤秤的是人给台秤的压力。人在蹲下和站起的过程中发生了超重和失重现象，对台秤的压力变化了，有时比重力大，有时比重力小。

教师： 带领学生鼓掌表扬。第二个问题还是请小组代表回答。

教师总结： 超重时向上，失重时向下，与速度方向无关。这个结论是从实验得到的，是否具有普适性，能否从理论上验证？下面请根据牛顿定律分析物体超重和失重的物理原理，左边两组分析超重，右边两组分析失重。

学生活动5： 动笔推导

学生6： 展示推导过程并讲解：

超重时，加速度方向向上，受力分析

教师：你们同意吗？什么地方不同意呢？分析过程很好啊（教师故弄玄虚）。

（学生有同意的，有不同意的）

学生7： 超重指的是物体对弹簧的拉力大于重力。不是物体对弹簧的拉力，是弹簧对物体的拉力。还少一步根据牛顿第三定律物体对弹簧的拉力。

学生8： 展示推导过程并讲解：失重时，加速度方向向上2

根据牛顿第三定律：物体物体对弹簧的拉力，所以是失重

学生活动6：  练习1、质量是50kg的人站在升降机内的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的示数是多少？ (g=10m/s2)（1）升降机匀速上升；

（2）升降机以0.5m/s2的加速度加速上升；

（3）升降机以0.5m/s2的加速度加速下降；

（4）升降机以重力加速度g加速下降；

学生9： 展示解题过程并讲解:（解题过程略）

教师： 第四问人对称的压力为零，除了这种情况还有那些情况人对称的压力为零

学生： 太空中

教师： 这种现象大家作为常识了解，叫完全失重。给完全失重下个定义

学生10： 当向下的加速度等g，物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力等于0时叫完全失重。

教师播放视屏观看太空失重现象：宇航员在太空中喝水；杨利伟在神五中吃月饼；书本和笔在太空中飘；水滴在太空中曾球形。

教师： 近年来我国的航天事业迅猛发展，取得了卓越的成绩。你们都有哪些了解？

学生： 神五，神六，神七，嫦娥，天宫一号

教师归纳展示：近年中国航天事业发展大事记，

学生活动：（1）纸带拎钩码，要让纸带断，不准用手撕，不准用剪刀剪；

（2）互助合作，使托盘和钩码都向下运动时不让纸带断。反复多次试验后，实验取得圆满成功。

教师： 生活中的超重失重有哪些？

学生11： 坐电梯

学生12： 坐飞机，飞机起飞和降落的时候

学生13： 荡秋千

学生14： 蹦极

学生15：在游乐场玩过山车

首尾呼应，学以致用

教师： 刚上课时的实验，水平下落时为什么两侧学生会安然无恙？

学生16： 水平下落时是完全失重，水对瓶壁无压力，所以水不会喷出来。

教师： 小球为什么会从两根铜丝构成的圆弧轨道的最低点掉下去？

学生17： 应该是因为到最低点时小球对轨道的压力大于重力，但是我还是不大理解为什么到最低点时会有小球对轨道的压力大于重力。

教师： 这一点通过后继课程的学习同学们会进一步理解。

（1）、医院里的医用电梯的加速度比普通电梯的加速度要小。你能用简单的实验证实一下吗 ?

（2）、以小组为单位根据课后材料或利用网络资源，了解太空中失重都有哪些应用。

演示实验、激趣设疑

趣味游戏、引出课题

分组实验、探索研究

学生四个人一组动手做实验进行研究，互相探讨，然后将弹簧秤带动钩码向上运动的结论填入表格中。

构建模型，理论分析，透视本质

题目迁移，完全失重

科技展示，激趣励志

互助协作，知识应用，加深理解

首尾呼应，学以致用

课后作业，增强兴趣，培养能力

5分

5分

10分

10分

10分

板书设计

超重和失重—牛顿定律的应用

超重的时候加速度都是竖直向上的，而速度有向上也有向下

超重指的是物体对弹簧的拉力大于重力。