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《超重和失重》教學設計
富陽市實驗中學青年教師培訓展示公開課
《超重和失重》教學設計
孔林軍
【教材分析】
本部分內(nèi)容講述超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，并且將其應用在具體問題中：如電梯中的超失重和體重秤上的超失重等。
超重和失重的基本定義為：視重大于重力時為超重；視重小于重力時為失重；超失重時物體重力并不改變。
對超重和失重理解可以從運動學和動力學兩個角度理解。運動學角度：當物體加速上升或減速下降時，物體處于超重狀態(tài)；當物體加速下降或減速上升時，物體處于失重狀態(tài)。動力學角度：當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；當物體具有向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)。前者為表象，后者為本質(zhì)，兩者為遞進關系。
超重和失重是生活中的常見現(xiàn)象，因此講解本部分內(nèi)容時應盡量貼近生活，從生活中來，到生活中去，過程應多安排些學生的動手實驗機會，讓學生有切身的體會，同時也應安排些思考和探討的話題，引發(fā)學生的思考和討論，加深學生對超失重的理解。
【學生情況分析】
1．自然狀況：學生為高一年級一個普通班，學生的學習基礎處于年級中等水平，但班級中有一部分學生思維較活躍；
2．知識基礎：前面學生已經(jīng)學習并較好掌握了運動學和牛頓運動定律知識，這為超重和失重學習打下一個比較好的基礎；
【教學目標】
知識與技能：
1．了解超重與失重現(xiàn)象；
2．運用牛頓第二定律研究超重與失重現(xiàn)象；
3．運用超重與失重知識解決實際生活中的問題。
過程與方法：
1．體會應用實驗研究物理問題的過程；
2．體會運用牛頓第二定律解決問題的方法。
情感態(tài)度價值觀：
通過多種我們身邊實驗的教學，激發(fā)學習的動力。
【教學重難點】
1．理解超重與失重現(xiàn)象的力學本質(zhì)；
2．了解完全失重現(xiàn)象；
3．運用超重與失重的原理解決實際問題。
【教學設計思想】
1．以隨堂演示小實驗和學生實驗探究為核心
(1)感受超失重；
(2)實驗研究超失重
(3)實驗探究完全失重；
(4)觀察水瓶的完全失重現(xiàn)象。
2．以遞進式的問題為引導
(1)什么是超失重現(xiàn)象？
(2)什么情況下會發(fā)生超失重現(xiàn)象？
(3)超失重現(xiàn)象的力學本質(zhì)是什么？
(4)什么是完全失重？其力學本質(zhì)是什么？
【教學器材】
天平，沙漏，紙帶，攝像頭，鉤碼，體重秤，水瓶，兩本書
【教學過程流程圖】
【教學過程】
課堂引入：問題1.我們一般可以用什么來測量物體的重量
學生答：……………….
演示實驗一：天平測量黑箱（內(nèi)部為沙漏）
先正向朝上測量，在翻轉(zhuǎn)測量------現(xiàn)象不平衡
一、超重和失重現(xiàn)象
課堂實踐：
(1)用手托住鉤碼，并保持靜止，感受鉤碼的重力大小。
(2)手從靜止開始突然向上運動，再從靜止開始突然向下運動，過程中有何感受？
(3)用紙帶將鉤碼系住，手提另一端，加速上提
現(xiàn)象斷裂
課堂思考：真的是鉤碼的重力變化了嗎？沒有，根據(jù)G=mg可知重力不變。
那么，過程中什么量發(fā)生了變化？鉤碼對手的壓力和鉤碼對紙帶的拉力發(fā)生了變化。 定義：什么是視重,什么是實重
例1.如圖所示，升降機內(nèi)質(zhì)量為1kg的小球用輕彈簧秤系住，懸在升降機內(nèi)，當升降機以a=5m/s2加速度勻加速上升時，彈簧秤的示數(shù)為多少？
拓展：
若升降機以a=5m/s2加速度勻減速下降時，彈簧秤的示數(shù)又為多少？
教師學生總結(jié)：
超重現(xiàn)象的定義、條件、本質(zhì)
生活中的應用：測體重人迅速站起
例2.如圖所示，升降機內(nèi)質(zhì)量為1kg的小球用輕彈簧秤系住，懸在升降機內(nèi)，當升降機以a=5m/s2加速度勻加速下升時，彈簧秤的示數(shù)為多少？
拓展：
若升降機以a=5m/s2加速度勻減速上降時，彈簧秤的示數(shù)又為多少？
教師學生總結(jié)：
失重現(xiàn)象的定義、條件、本質(zhì)
生活中的應用：測體重人迅速蹲下
例3.如圖所示，升降機內(nèi)質(zhì)量為1kg的小球用輕彈簧秤系住，懸在升降機內(nèi)，當以a=g勻加速下降時，則彈簧秤示數(shù)為多少？
教師學生總結(jié)：
完全失重現(xiàn)象的定義、條件、本質(zhì)
生活中的應用一：漏水的瓶子的自由落體，上拋運動，平拋運動
生活中的應用二：相互插在一起的書本在桌面上雙手拉和自由落體時拉的區(qū)別
四、運用超重和失重知識解決實際問題
1．請為我國的航天員設計超重和完全失重環(huán)境，讓他們進行超重和失重的訓練。
2.在娛樂場所中很多的超重和失重有關的項目
【教學反思】
1．設計好實驗是前提
物理學是以實驗為基礎的學科，很多概念和規(guī)律的建立都需要有一個實驗操作的過程，所以做好實驗是學好物理知識的前提。本節(jié)課中設計有隨堂小實驗，學生實驗，課中教師演示實驗，從各個層面幫助學生理解超失重知識。
2．關注實驗的操作和分析是重點
物理實驗過程不能是簡單放任過程，而應該關注學生在操作過程中的各項細節(jié)，以及對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析與處理，都應給予及時的指導：在實驗過程中教師可以關注：學生為了達到實驗目的而采取的實驗策略；為了減小實驗誤差而進行的實驗調(diào)整，實驗操作完成后的數(shù)據(jù)分析與處理等等。
3．科學探究的過程是靈活的
科學探究是物理學習過程中的一種手段，它可以幫助學生更好地學習物理知識，加深對物理知識的理解，我們的物理課堂需要科學探究，但不是生搬硬套的科學探究完整流程，而是靈活的采用科學探究的某個環(huán)節(jié)或某幾個環(huán)節(jié)，如本節(jié)課中有的實驗只需要簡單體會一下即可，而有的實驗需要精心設計和測量，并要有一定的猜想與假設。
同時科學探究不等于科《超重和失重》教學設計學實驗，沒有物理實驗也可以進行科學探究，那是思維探究，這也是一種很好的探究方式，且很多時候更適合與高中學生。如本節(jié)課中從力學本質(zhì)上對超失重的分析就屬于思維上的科學探究。
4．科學實驗探究能否高效
這是一個困擾大家的問題，物理實驗的進行會延緩課堂的進程和容量，使課堂效率降低，如何解決好這樣的問題呢？我自己認為可以從以下幾方面加以改進：
(1)增加課前的培訓，磨刀不負砍柴功，讓學生事先熟悉實驗器材與一些實驗的基本操作，可以減少學生在課堂上由于耽誤不必要的時間；
(2)實驗前先明確實驗目的，并且做適當?shù)膶嶒炓龑В绫竟?jié)課中提出幾個實驗思考題，讓學生帶著問題進行實驗，學生實驗過程中的目的性就得到加強，實驗效率也得以提高；
(3)實驗過程中的引入競爭，教師在實驗巡視過程中應及時地發(fā)現(xiàn)做得比較好的學生，當眾表揚，并鼓勵其他小組來進行學習，從而加快落后小組的實驗進程，進而提高整體課堂實驗的效率。
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