4.6 超重和失重 教学设计 （表格式）高中物理 人教版（2019） 必修 第一册
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| 名称 | 4.6 超重和失重 教学设计 （表格式）高中物理 人教版（2019） 必修 第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 30.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-06-16 21:00:55 | ||
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文档简介
教学设计
课 题 超重和失重
课时安排 1课时 课前准备 制作PPT、准备演示实验
教材内容 分 析 《超重和失重》是人教版2019高中物理必修一中的最后一节内容，是在学习了牛顿运动定律的基础上，对超重和失重展开的一次主题探究活动，并且与前面的内容构成了完整的动力学体系。 教材中首先通过情境引入，人站在体重秤上下蹲，观察体重秤的示数变化，引出物体重力的测量问题。但在实际操作中，体重秤的示数变化太快，且示数变化复杂，不利于学生观察和理解。因此，选择更容易观察且相对单一的现象来引入课题，就显得尤为重要。 此外，教材中基于学生的日常经验，重点在于应用牛顿第二定律等理论，推导超重和失重的条件，没有突出学生通过科学实践过程来认识和理解超重、失重现象，并不利于物理学科核心素养的形成。
设计理念 本节课通过PPT呈现中国宇航员在空间站中的生活状态；课件中播放电梯上行、下降过程中，观察电子秤示数变化的实验视频，并简明扼要地展示了过程分析的关键步骤，分别从力学、运动学的角度进行分析，应用牛顿第二定律将力和运动联系起来；利用手机自带的传感器，使用Phyphox软件，得到加速度随时间的变化图象。同时，采用学生分组实验和教师演示实验等，引导学生设计实验方案，学会分析实验方案的优、缺点，将理论推导和实验现象结合起来，二者相互交融、共同促进、反复验证，充分调动学生学习的积极性，发挥学生的主体作用，自主总结出超重和失重状态所对应的力学特征及运动学特征。
学情分析 本阶段的学生已经学习了运动分析、受力分析和牛顿运动定律等知识，并且对生活中的超重和失重现象也有一定的感性认识。同时，具有一定的动手实验能力、观察分析能力和总结归纳能力。但是利用数理知识解决问题的能力尚未发展成熟。
教学目标 物理观念 掌握超重和失重的概念及产生原因，完善运动与相互作用的物理观念。 科学思维 能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，建构超重和失重的物理模型。 科学探究 经历一系列实验情景和实验探究，体会由现象到本质的认识规律的过程，培养学生的分析、观察、动手能力。 科学态度与责任 通过学习本节课知识，体会物理与生产生活的密切联系，培养学生勇于探索的精神和严谨求实的科学态度。
教学重难点 教学重点： ① 知道超重和失重的概念； ② 理解产生超重和失重的条件和本质； ③ 会分析解决超重和失重的实际问题。 2. 教学难点： ① 探究产生超重和失重现象的原因； ② 学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
教学过程
教学环节（一） 师生活动 播放课件中的视频，引导学生观察中国宇航员在空间站中的生活状态，并向学生提出两个思考问题： ① 为什么在空间站中宇航员和衣服能够自由漂浮？ 预设回答：它们都处于失重状态。 ② 火箭起飞时，厚重的宇航服有什么作用？ 预设回答：抗压、保护、缓冲作用…… 教师追问：抗什么压？大气压还是……？宇航员可能受到的伤害从何而来？
设计意图 通过视频展示中国宇航员在空间站中的生活状态，引导学生思考两个问题，想要科学地解释这两个问题，就要一起进入今天超重和失重的学习。
教学环节（二） 师生活动 重力的测量 教师提问：有哪些方法可以测量物体的重力？ 预设回答： 根据重力的计算公式G = mg，先用天平称量出物体的质量m，再利用打点计时器，使物体拖着纸带自由下落，然后计算出当地的重力加速度g，即可求得该物体的重力G。 用弹簧测力计或压力秤测量物体的重力，测量原理是二力平衡，所以待系统平衡时，弹簧测力计或压力秤的示数就是物体的重力大小。
设计意图 带领学生回忆初中阶段所学的测量重力的方法，逐步引导学生思考弹簧测力计或压力秤的示数所代表的物理含义，即弹簧测力计受到的拉力大小或物体对压力秤台面的压力大小，并不就是物体的重力，同时引入“视重”和“实重”的概念，自然地衔接初、高中的内容。
教学环节 （三） 师生活动 教师预先准备好数根纸带和相应数量的钩码，在接近纸带下方大约5 mm处用笔尖戳开一个小洞，将一个50 g钩码的挂钩从洞中穿过并悬挂起来，此时纸带能够提起钩码并使其保持静止状态。 将对应的实验装置分发给学生，由学生提起纸带后，引导学生跟着教师操作——将纸带迅速向上提起，速度越快越好，教师与此同时进行演示。 实验现象：将纸带迅速向上提起时，发现纸带下端断裂，钩码掉下。 教师提问：原本纸带能够提起钩码并使其保持静止状态，说明纸带是能够承受钩码的重力的，但是为什么我们将纸带迅速向上提起之后，纸带会断裂呢？ 引导学生回答出“纸带受到力的作用”。 教师带领学生进行受力分析，首先分析初始状态时钩码的受力情况（T = mg），利用牛顿第三定律说明纸带受到的拉力大小T’ = T = mg，再对纸带断裂时受到的拉力大小进行分析，即T’ ＞ mg，从而引入超重的概念。 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。 （板书内容）F压（T’）＞ mg 进行类比得出失重的概念——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。 （板书内容）F压（T’）＜ mg
设计意图 通过纸带游戏，对纸带断裂的原因进行分析，利用牛顿定律，从力的角度给出超重和失重的概念。
教学环节 （四） 师生活动 引导学生回忆生活中有关超重、失重的体验，例如：蹦极、大摆锤、跳楼机、电梯等…… 从生活中最为普遍的超重、失重现象——电梯入手，带领学生一起探究电梯中的超重失重现象。 教师提问：如何设计一个实验方案来探究电梯中的超重、失重现象呢？ 预设回答：弹簧测力计悬挂物体、电子秤上放置物体……通过读出弹簧测力计或电子秤的示数，并将示数与物体的重力大小进行比较，从而判断物体处于超重状态还是失重状态。
设计意图 引导学生根据超重、失重的概念设计实验方案，分析弹簧测力计或电子秤示数所代表的物理含义——弹簧测力计受到的拉力大小或物体对电子秤台面的压力大小。
教学环节 （五） 师生活动 教师播放课件中电梯上升过程的实验视频，引导学生注意观察电子秤的示数变化情况。 预设回答：电子秤的示数先由83.7变大至94.1，之后恢复到83.5，再变小到73.5，最后恢复为83.7. 教师提问：电梯上升的过程可以分为几个运动阶段？ 预设回答：三个运动阶段，即电梯先向上加速，再向上匀速，最后向上减速为零。 引导学生从理论上分析各个运动阶段物体的受力情况、运动情况及依次对应的超重、平衡和失重状态，学会利用牛顿第二定律将运动学和力学联系起来，对物体进行受力分析，并利用牛顿第三定律说明FN = F压，再列出相应的牛顿第二定律方程，最后得出超重、失重状态所对应的运动学特征。 与此同时，也能够巩固“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，即：加速度a与v同向，物体做加速直线运动；加速度a与v反向，物体做减速直线运动。 引导学生对超重、失重状态的运动学特征进行总结，物体处于超重状态还是失重状态，与物体的加速度方向有关——加速度a向上时，物体处于超重状态；加速度a向下时，物体处于失重状态，而与物体的运动方向无关。
设计意图 通过播放电梯上行过程中的视频，观察电子秤的示数变化情况，从而判断物体是处于超重状态、平衡状态，还是失重状态，再引导学生先将电梯上行过程拆解为三个阶段，从理论上分析各个运动阶段物体的受力情况和运动情况，学会利用牛顿第二定律将力和运动联系起来，总结得出超重、失重状态所对应的运动学特征，同时，也能够巩固“判断做直线运动的物体加、减速的依据”。
教学环节（六） 师生活动 教师提问：电梯下降的过程又可以分为哪几个运动阶段呢？ 预设回答：三个运动阶段，即电梯先向下加速，再向下匀速，最后向下减速至零。 引导学生利用“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，从理论上分析各个阶段所对应的加速度方向，并与电梯上升过程中的三个阶段进行一一对应，判断物体在各阶段依次处于失重、平衡、超重状态，猜想此时电子秤示数的变化情况。 教师播放课件中电梯下降过程的实验视频，引导学生注意观察电子秤的示数变化情况，利用实验验证理论分析是否正确，并整理、复述实验现象及物体的对应状态。 引导学生对超重、失重状态对应的运动学特征进行更为系统的总结，即：物体处于超重状态时，加速度a向上（两种情况：向上加速和向下减速）；物体处于失重状态时，加速度a向下（两种情况：向上减速和向下加速），此时教师进行板书。
设计意图 先引导学生先将电梯上行过程拆解为三个阶段，利用“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，从理论上分析各个运动阶段所对应的加速度方向，并与电梯上升过程中的三个阶段进行一一对应，判断物体在各阶段依次处于失重、平衡、超重状态，猜想此时电子秤示数的变化情况，再播放课件中电梯下降过程的实验视频，利用实验验证理论分析是否正确，最后对超重、失重状态对应的运动学特征进行系统总结。
教学环节（七） 师生活动 教师提问：除了在电梯里，我们在地面上会不会有超重失重现象呢？ 预设回答：下蹲和起立。 教师提问：如何设计一个实验方案来探究下蹲、起立过程中的超重失重现象呢？ 预设回答：人站在体重秤上蹲下、起立，通过观察体重秤指针的摆动情况，从而判断出人处于超重状态还是失重状态。 引导学生分析实验方案中存在的困难——下蹲和起立是一个非常迅速的过程，这会导致体重秤指针的摆动也非常迅速，难以准确地观察到实验现象。此时教师向学生介绍手机自带的传感器，利用Phyphox软件进行实验探究，邀请一名学生上台，手持平板完成下蹲和起立的过程，将测量所得的加速度随时间变化的图象实时投屏。 教师带领学生分析实验所得的加速度随时间变化的图象。下蹲过程中，人的加速度a先向下，再向上，说明人先处于失重状态，后处于超重状态；起立过程中，人的加速度a先向上，再向下，说明人先处于超重状态，后处于失重状态。 引导学生从理论上对下蹲、起立过程进行分析，即下蹲过程可分为两个运动阶段——人先向下加速，后向下减速，即加速度a先向下，再向上，所以人先失重，后超重；起立过程也可分为两个运动阶段——人先向上加速，后向上减速，即加速度a先向上，再向下，所以人先超重，后失重。
设计意图 引导学生根据超重、失重的概念设计实验方案，并对实验方案进行分析和评估，利用手机自带的传感器，测得加速度随时间变化的图象，带领学生分析图象中的加速度方向，以及人所处的状态，再将下蹲、起立的过程拆分为两个运动阶段，从运动学的角度对加速度的方向进行分析，进一步验证实验结果。
教学环节（八） 师生活动 问题：若电梯以加速度g向下做匀加速直线运动时，求人对电梯的压力为多大？ 该题属于牛顿第二定律的简单应用，学生需要牢记牛顿第二定律是连接运动学和力学的桥梁，会按照步骤和流程先进行受力分析，再列出牛顿第二定律方程，然后根据所给条件求解，本题最后还需要利用牛顿第三定律说明F压 = FN = 0。
设计意图 一方面，通过简单计算，由失重引入“完全失重”的概念——当物体的加速度a = g 时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象；另一方面，能够巩固牛顿第二定律的简单应用，强调学生解题的规范性和完整性。
教学环节（九） 师生活动 初始状态：装满水的有孔瓶子会漏水 教师提问：为什么会漏水？原因是什么？ 预设回答：因为存在着水压。 教师引导学生完善答案，可将水瓶中的水分为上、下两部分，看作上下叠放的两个物体，上半部分的水会对下半部分的水有压力，所以水会从孔中流出来。 教师提问：如果松手让水瓶下落或将水瓶竖直向上抛时，水瓶中的水是否会喷出？ （教师演示实验） 实验现象：松手让水瓶下落或将水瓶竖直向上抛时，水瓶中的水都不会喷出。 教师引导学生思考原因，从水瓶和水的运动状态入手分析，即水瓶和瓶中的水可看作是自由落体运动或竖直上抛运动，加速度均为重力加速度g，此时水瓶和瓶中的水均处于完全失重状态，上半部分的水对下半部分的水的压力FN = 0，所以水不会从孔中喷出。
设计意图 通过演示实验，认识因为“完全失重”而产生的神奇现象，并从运动学和力学的角度，学会利用完全失重的概念解释现象产生的原因。
教学环节（十） 师生活动 为什么在空间站中宇航员和衣服能够自由漂浮？ 预设回答：因为它们都处于完全失重状态，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零。 ② 火箭起飞时，厚重的宇航服有什么作用？ 预设回答：火箭由静止向上起飞时，需要在短时间Δt内获得非常大的速度v，说明此时火箭和宇航员的加速度a = 也非常大，而且加速度a向上，所以宇航员处于超重状态，宇航员对火箭舱壁的压力可能是宇航员自身重力的好几倍，穿着厚重的宇航服是为了保护宇航员免受这么大的力所造成的伤害。
设计意图 首尾呼应，通过本节课的系统学习，能够利用超重、失重的运动学特征和力学特征，科学地解释课前的思考问题，对学习效果进行检验。
板书设计 超重和失重 超重：F压（T’）＞ mg a向上： ① 向上加速 ② 向下减速 失重：F压（T’）＜ mg a向下： ① 向上减速 ② 向下加速 完全失重：a = g，F压（T’）= 0 向上加速（a向上）向下减速 F压 ＞ mg，FN ＞ mg 超重 FN - mg = ma 向上匀速（a = 0） F压 = mg，FN = mg 平衡 向上减速（a向下）向下加速 F压 ＜ mg，FN ＜ mg 失重 mg - FN = ma
教学反思 成功之处 教姿教态 教姿教态自然，语速适中，课堂整体比较流畅。 教学重、难点处理 从电梯上升过程入手，对超重、失重现象及背后的本质原因进行分析，运用牛顿第二定律将运动学和力学联系起来，教学深入浅出，能够较好地突破本节内容的教学重、难点。 信息化教学 利用Phyphox软件中测量加速度的功能，学生配合完成下蹲、起立的过程，并投屏显示加速度随时间变化的曲线，从实验图像、理论分析这两个角度，对下蹲、起立过程中出现的超重、失重现象进行分析。 课堂练习设置 课堂习题的难度较低，比较符合普通班学生的层次，以强化概念、简单应用和计算为主。 不足之处 课程内容衔接 课堂开头过渡较为生硬，未能很好地衔接初、高中内容，可以增设“重力的测量”这部分内容，提出“视重”、“实重”的概念，由学生在初中已掌握的物理知识自然地过渡至超重、失重现象，才不会让学生感觉知识点的难度陡然提升。 学生主体性 课堂以教师为主导，未能充分体现课堂中学生的主体地位，留给学生自主思考、分析的时间并不多。教师可以先带领、引导学生分析完整的运动过程和受力情况，之后类似的分析过程可由学生进行回答，熟练对思路和方法的应用，强化对相应知识内容的理解。 学生实验设置 少部分学生未能很好地参与到简易的实验中来，可以增加学生上台实验的次数，让学生获得较强的参与感和体验感，加深学生对课堂实验的印象，加强对知识点的理解。 课堂结构完整性 课堂内容安排较为紧凑，虽然能够全面覆盖知识点，较好地突破教学重难点，但是未能完成课堂知识梳理、课后作业布置这两个教学环节，课堂结构有所缺失，各部分内容的时间安排有待加强。
课 题 超重和失重
课时安排 1课时 课前准备 制作PPT、准备演示实验
教材内容 分 析 《超重和失重》是人教版2019高中物理必修一中的最后一节内容，是在学习了牛顿运动定律的基础上，对超重和失重展开的一次主题探究活动，并且与前面的内容构成了完整的动力学体系。 教材中首先通过情境引入，人站在体重秤上下蹲，观察体重秤的示数变化，引出物体重力的测量问题。但在实际操作中，体重秤的示数变化太快，且示数变化复杂，不利于学生观察和理解。因此，选择更容易观察且相对单一的现象来引入课题，就显得尤为重要。 此外，教材中基于学生的日常经验，重点在于应用牛顿第二定律等理论，推导超重和失重的条件，没有突出学生通过科学实践过程来认识和理解超重、失重现象，并不利于物理学科核心素养的形成。
设计理念 本节课通过PPT呈现中国宇航员在空间站中的生活状态；课件中播放电梯上行、下降过程中，观察电子秤示数变化的实验视频，并简明扼要地展示了过程分析的关键步骤，分别从力学、运动学的角度进行分析，应用牛顿第二定律将力和运动联系起来；利用手机自带的传感器，使用Phyphox软件，得到加速度随时间的变化图象。同时，采用学生分组实验和教师演示实验等，引导学生设计实验方案，学会分析实验方案的优、缺点，将理论推导和实验现象结合起来，二者相互交融、共同促进、反复验证，充分调动学生学习的积极性，发挥学生的主体作用，自主总结出超重和失重状态所对应的力学特征及运动学特征。
学情分析 本阶段的学生已经学习了运动分析、受力分析和牛顿运动定律等知识，并且对生活中的超重和失重现象也有一定的感性认识。同时，具有一定的动手实验能力、观察分析能力和总结归纳能力。但是利用数理知识解决问题的能力尚未发展成熟。
教学目标 物理观念 掌握超重和失重的概念及产生原因，完善运动与相互作用的物理观念。 科学思维 能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，建构超重和失重的物理模型。 科学探究 经历一系列实验情景和实验探究，体会由现象到本质的认识规律的过程，培养学生的分析、观察、动手能力。 科学态度与责任 通过学习本节课知识，体会物理与生产生活的密切联系，培养学生勇于探索的精神和严谨求实的科学态度。
教学重难点 教学重点： ① 知道超重和失重的概念； ② 理解产生超重和失重的条件和本质； ③ 会分析解决超重和失重的实际问题。 2. 教学难点： ① 探究产生超重和失重现象的原因； ② 学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
教学过程
教学环节（一） 师生活动 播放课件中的视频，引导学生观察中国宇航员在空间站中的生活状态，并向学生提出两个思考问题： ① 为什么在空间站中宇航员和衣服能够自由漂浮？ 预设回答：它们都处于失重状态。 ② 火箭起飞时，厚重的宇航服有什么作用？ 预设回答：抗压、保护、缓冲作用…… 教师追问：抗什么压？大气压还是……？宇航员可能受到的伤害从何而来？
设计意图 通过视频展示中国宇航员在空间站中的生活状态，引导学生思考两个问题，想要科学地解释这两个问题，就要一起进入今天超重和失重的学习。
教学环节（二） 师生活动 重力的测量 教师提问：有哪些方法可以测量物体的重力？ 预设回答： 根据重力的计算公式G = mg，先用天平称量出物体的质量m，再利用打点计时器，使物体拖着纸带自由下落，然后计算出当地的重力加速度g，即可求得该物体的重力G。 用弹簧测力计或压力秤测量物体的重力，测量原理是二力平衡，所以待系统平衡时，弹簧测力计或压力秤的示数就是物体的重力大小。
设计意图 带领学生回忆初中阶段所学的测量重力的方法，逐步引导学生思考弹簧测力计或压力秤的示数所代表的物理含义，即弹簧测力计受到的拉力大小或物体对压力秤台面的压力大小，并不就是物体的重力，同时引入“视重”和“实重”的概念，自然地衔接初、高中的内容。
教学环节 （三） 师生活动 教师预先准备好数根纸带和相应数量的钩码，在接近纸带下方大约5 mm处用笔尖戳开一个小洞，将一个50 g钩码的挂钩从洞中穿过并悬挂起来，此时纸带能够提起钩码并使其保持静止状态。 将对应的实验装置分发给学生，由学生提起纸带后，引导学生跟着教师操作——将纸带迅速向上提起，速度越快越好，教师与此同时进行演示。 实验现象：将纸带迅速向上提起时，发现纸带下端断裂，钩码掉下。 教师提问：原本纸带能够提起钩码并使其保持静止状态，说明纸带是能够承受钩码的重力的，但是为什么我们将纸带迅速向上提起之后，纸带会断裂呢？ 引导学生回答出“纸带受到力的作用”。 教师带领学生进行受力分析，首先分析初始状态时钩码的受力情况（T = mg），利用牛顿第三定律说明纸带受到的拉力大小T’ = T = mg，再对纸带断裂时受到的拉力大小进行分析，即T’ ＞ mg，从而引入超重的概念。 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。 （板书内容）F压（T’）＞ mg 进行类比得出失重的概念——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。 （板书内容）F压（T’）＜ mg
设计意图 通过纸带游戏，对纸带断裂的原因进行分析，利用牛顿定律，从力的角度给出超重和失重的概念。
教学环节 （四） 师生活动 引导学生回忆生活中有关超重、失重的体验，例如：蹦极、大摆锤、跳楼机、电梯等…… 从生活中最为普遍的超重、失重现象——电梯入手，带领学生一起探究电梯中的超重失重现象。 教师提问：如何设计一个实验方案来探究电梯中的超重、失重现象呢？ 预设回答：弹簧测力计悬挂物体、电子秤上放置物体……通过读出弹簧测力计或电子秤的示数，并将示数与物体的重力大小进行比较，从而判断物体处于超重状态还是失重状态。
设计意图 引导学生根据超重、失重的概念设计实验方案，分析弹簧测力计或电子秤示数所代表的物理含义——弹簧测力计受到的拉力大小或物体对电子秤台面的压力大小。
教学环节 （五） 师生活动 教师播放课件中电梯上升过程的实验视频，引导学生注意观察电子秤的示数变化情况。 预设回答：电子秤的示数先由83.7变大至94.1，之后恢复到83.5，再变小到73.5，最后恢复为83.7. 教师提问：电梯上升的过程可以分为几个运动阶段？ 预设回答：三个运动阶段，即电梯先向上加速，再向上匀速，最后向上减速为零。 引导学生从理论上分析各个运动阶段物体的受力情况、运动情况及依次对应的超重、平衡和失重状态，学会利用牛顿第二定律将运动学和力学联系起来，对物体进行受力分析，并利用牛顿第三定律说明FN = F压，再列出相应的牛顿第二定律方程，最后得出超重、失重状态所对应的运动学特征。 与此同时，也能够巩固“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，即：加速度a与v同向，物体做加速直线运动；加速度a与v反向，物体做减速直线运动。 引导学生对超重、失重状态的运动学特征进行总结，物体处于超重状态还是失重状态，与物体的加速度方向有关——加速度a向上时，物体处于超重状态；加速度a向下时，物体处于失重状态，而与物体的运动方向无关。
设计意图 通过播放电梯上行过程中的视频，观察电子秤的示数变化情况，从而判断物体是处于超重状态、平衡状态，还是失重状态，再引导学生先将电梯上行过程拆解为三个阶段，从理论上分析各个运动阶段物体的受力情况和运动情况，学会利用牛顿第二定律将力和运动联系起来，总结得出超重、失重状态所对应的运动学特征，同时，也能够巩固“判断做直线运动的物体加、减速的依据”。
教学环节（六） 师生活动 教师提问：电梯下降的过程又可以分为哪几个运动阶段呢？ 预设回答：三个运动阶段，即电梯先向下加速，再向下匀速，最后向下减速至零。 引导学生利用“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，从理论上分析各个阶段所对应的加速度方向，并与电梯上升过程中的三个阶段进行一一对应，判断物体在各阶段依次处于失重、平衡、超重状态，猜想此时电子秤示数的变化情况。 教师播放课件中电梯下降过程的实验视频，引导学生注意观察电子秤的示数变化情况，利用实验验证理论分析是否正确，并整理、复述实验现象及物体的对应状态。 引导学生对超重、失重状态对应的运动学特征进行更为系统的总结，即：物体处于超重状态时，加速度a向上（两种情况：向上加速和向下减速）；物体处于失重状态时，加速度a向下（两种情况：向上减速和向下加速），此时教师进行板书。
设计意图 先引导学生先将电梯上行过程拆解为三个阶段，利用“判断做直线运动的物体加、减速的依据”，从理论上分析各个运动阶段所对应的加速度方向，并与电梯上升过程中的三个阶段进行一一对应，判断物体在各阶段依次处于失重、平衡、超重状态，猜想此时电子秤示数的变化情况，再播放课件中电梯下降过程的实验视频，利用实验验证理论分析是否正确，最后对超重、失重状态对应的运动学特征进行系统总结。
教学环节（七） 师生活动 教师提问：除了在电梯里，我们在地面上会不会有超重失重现象呢？ 预设回答：下蹲和起立。 教师提问：如何设计一个实验方案来探究下蹲、起立过程中的超重失重现象呢？ 预设回答：人站在体重秤上蹲下、起立，通过观察体重秤指针的摆动情况，从而判断出人处于超重状态还是失重状态。 引导学生分析实验方案中存在的困难——下蹲和起立是一个非常迅速的过程，这会导致体重秤指针的摆动也非常迅速，难以准确地观察到实验现象。此时教师向学生介绍手机自带的传感器，利用Phyphox软件进行实验探究，邀请一名学生上台，手持平板完成下蹲和起立的过程，将测量所得的加速度随时间变化的图象实时投屏。 教师带领学生分析实验所得的加速度随时间变化的图象。下蹲过程中，人的加速度a先向下，再向上，说明人先处于失重状态，后处于超重状态；起立过程中，人的加速度a先向上，再向下，说明人先处于超重状态，后处于失重状态。 引导学生从理论上对下蹲、起立过程进行分析，即下蹲过程可分为两个运动阶段——人先向下加速，后向下减速，即加速度a先向下，再向上，所以人先失重，后超重；起立过程也可分为两个运动阶段——人先向上加速，后向上减速，即加速度a先向上，再向下，所以人先超重，后失重。
设计意图 引导学生根据超重、失重的概念设计实验方案，并对实验方案进行分析和评估，利用手机自带的传感器，测得加速度随时间变化的图象，带领学生分析图象中的加速度方向，以及人所处的状态，再将下蹲、起立的过程拆分为两个运动阶段，从运动学的角度对加速度的方向进行分析，进一步验证实验结果。
教学环节（八） 师生活动 问题：若电梯以加速度g向下做匀加速直线运动时，求人对电梯的压力为多大？ 该题属于牛顿第二定律的简单应用，学生需要牢记牛顿第二定律是连接运动学和力学的桥梁，会按照步骤和流程先进行受力分析，再列出牛顿第二定律方程，然后根据所给条件求解，本题最后还需要利用牛顿第三定律说明F压 = FN = 0。
设计意图 一方面，通过简单计算，由失重引入“完全失重”的概念——当物体的加速度a = g 时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象；另一方面，能够巩固牛顿第二定律的简单应用，强调学生解题的规范性和完整性。
教学环节（九） 师生活动 初始状态：装满水的有孔瓶子会漏水 教师提问：为什么会漏水？原因是什么？ 预设回答：因为存在着水压。 教师引导学生完善答案，可将水瓶中的水分为上、下两部分，看作上下叠放的两个物体，上半部分的水会对下半部分的水有压力，所以水会从孔中流出来。 教师提问：如果松手让水瓶下落或将水瓶竖直向上抛时，水瓶中的水是否会喷出？ （教师演示实验） 实验现象：松手让水瓶下落或将水瓶竖直向上抛时，水瓶中的水都不会喷出。 教师引导学生思考原因，从水瓶和水的运动状态入手分析，即水瓶和瓶中的水可看作是自由落体运动或竖直上抛运动，加速度均为重力加速度g，此时水瓶和瓶中的水均处于完全失重状态，上半部分的水对下半部分的水的压力FN = 0，所以水不会从孔中喷出。
设计意图 通过演示实验，认识因为“完全失重”而产生的神奇现象，并从运动学和力学的角度，学会利用完全失重的概念解释现象产生的原因。
教学环节（十） 师生活动 为什么在空间站中宇航员和衣服能够自由漂浮？ 预设回答：因为它们都处于完全失重状态，对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零。 ② 火箭起飞时，厚重的宇航服有什么作用？ 预设回答：火箭由静止向上起飞时，需要在短时间Δt内获得非常大的速度v，说明此时火箭和宇航员的加速度a = 也非常大，而且加速度a向上，所以宇航员处于超重状态，宇航员对火箭舱壁的压力可能是宇航员自身重力的好几倍，穿着厚重的宇航服是为了保护宇航员免受这么大的力所造成的伤害。
设计意图 首尾呼应，通过本节课的系统学习，能够利用超重、失重的运动学特征和力学特征，科学地解释课前的思考问题，对学习效果进行检验。
板书设计 超重和失重 超重：F压（T’）＞ mg a向上： ① 向上加速 ② 向下减速 失重：F压（T’）＜ mg a向下： ① 向上减速 ② 向下加速 完全失重：a = g，F压（T’）= 0 向上加速（a向上）向下减速 F压 ＞ mg，FN ＞ mg 超重 FN - mg = ma 向上匀速（a = 0） F压 = mg，FN = mg 平衡 向上减速（a向下）向下加速 F压 ＜ mg，FN ＜ mg 失重 mg - FN = ma
教学反思 成功之处 教姿教态 教姿教态自然，语速适中，课堂整体比较流畅。 教学重、难点处理 从电梯上升过程入手，对超重、失重现象及背后的本质原因进行分析，运用牛顿第二定律将运动学和力学联系起来，教学深入浅出，能够较好地突破本节内容的教学重、难点。 信息化教学 利用Phyphox软件中测量加速度的功能，学生配合完成下蹲、起立的过程，并投屏显示加速度随时间变化的曲线，从实验图像、理论分析这两个角度，对下蹲、起立过程中出现的超重、失重现象进行分析。 课堂练习设置 课堂习题的难度较低，比较符合普通班学生的层次，以强化概念、简单应用和计算为主。 不足之处 课程内容衔接 课堂开头过渡较为生硬，未能很好地衔接初、高中内容，可以增设“重力的测量”这部分内容，提出“视重”、“实重”的概念，由学生在初中已掌握的物理知识自然地过渡至超重、失重现象，才不会让学生感觉知识点的难度陡然提升。 学生主体性 课堂以教师为主导，未能充分体现课堂中学生的主体地位，留给学生自主思考、分析的时间并不多。教师可以先带领、引导学生分析完整的运动过程和受力情况，之后类似的分析过程可由学生进行回答，熟练对思路和方法的应用，强化对相应知识内容的理解。 学生实验设置 少部分学生未能很好地参与到简易的实验中来，可以增加学生上台实验的次数，让学生获得较强的参与感和体验感，加深学生对课堂实验的印象，加强对知识点的理解。 课堂结构完整性 课堂内容安排较为紧凑，虽然能够全面覆盖知识点，较好地突破教学重难点，但是未能完成课堂知识梳理、课后作业布置这两个教学环节，课堂结构有所缺失，各部分内容的时间安排有待加强。