1.6 超重失重——教案
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文档简介
第6节 超重与失重
一、教学目标
（1）理解超重和失重现象的概念、产生条件及本质原因。
（2）能够运用牛顿第二定律分析超重和失重问题，准确计算相关的支持力或拉力等物理量。
（3）区分超重、失重与物体实际重力的变化情况，明确重力本身并未改变。
（4）通过观察电梯中体重计示数变化等生活实例，培养学生的观察能力以及将实际问题抽象为物理模型的能力。
（5）经历运用牛顿第二定律对超重、失重现象进行理论分析的过程，提升学生的逻辑推理和科学思维能力。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）理解超重和失重现象的概念、产生条件，能准确判断物体处于超重还是失重状态。
（2）熟练运用牛顿第二定律对超重、失重现象进行定量分析与计算。
教学难点
（1）深入理解超重、失重现象的本质，即物体所受的支持力（或拉力）与重力的关系变化，而非物体重力本身的改变。
（2）能灵活运用牛顿第二定律解决较为复杂的超重、失重实际问题，例如涉及多个物体或变速运动过程复杂的情况。
三、教学方法
讲授法、实验演示法、讨论法、问题引导法。
教学过程
1.导入新课
视频：乘坐电梯时，电梯启动、上升、停止以及下降过程中，体重计示数变化。
体验：学生在体重称上蹲下和起立，观察这两个过程中，体重秤示数的变化。
提问：为什么会出现这样的现象，从而引出本节课要学习的 “超重与失重” 课题，激发学生的探究欲望。
反思改进：体验时间设置得过长，学生没有快速进入学习状态，后续新课讲授过程中花了更多时间强调纪律、调整学生状态。之后设置课程引入和体验的时间需要适当简短，更快速地进入课程内容。
2.新课讲授
一、重力的测量
1.实重：物体实际所受到的重力。（物体所受到的重力不会因为物体运动状态的变化而变化。
2.视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计或放在水平台秤上，显示的示数。（视重的大小＝弹簧测力计所受物体拉力大小/台秤所受物体压力大小）
3.测量重力的两种方式
①测m，测自由落体加速度g 。用公式G = mg 计算得重力。
②利用力的平衡条件测量G。
超重和失重
对人在电梯启动到停下过程中，人的体重称示数变化的现象，进行受力分析，用牛顿第二定律分析。
电梯从1→6楼
①刚启动（向上加速）
由牛顿第二定律：F - mg = ma
F = mg + ma ＞ mg
视重＞实重
②匀速运行阶段：F = mg
视重=实重
③快停下（向上减速）
由牛顿第二定律得：mg - F = ma
F = mg - ma ＜ mg
视重＜实重
超重：视重＞实重
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。
失重：视重＜实重
完全失重：视重=0
一切由重力产生的物理现象都会消失。
（天平不能使用，浸在水中的物体不再受浮力作用，液柱不再产生压强等。）
辨析：物体超重时，加速度竖直向上，速度也一定竖直向上。（×）
超重和失重时物体的运动状态
超重：a方向向上。（向上加速/向下加速）
失重：a方向向下。（向上减速/向下加速）
完全失重：a方向竖直向下，大小为g。
注意：
①只要物体有向上或向下的加速度，物体则处于超重或失重状态，与物体运动速度无关。
②只要a具有竖直方向的分量，则物体就处于超重或失重状态。
例：盛水的塑料瓶扎两个小孔，水从小孔喷出；现让塑料瓶自由下落，观察
现象，解释原因。
五、课堂练习
1.一个质量为 50kg 的人站在电梯内的体重计上，当电梯以 2m/s 的加速度匀加速上升时，体重计的示数是多少？当电梯以同样大小的加速度匀减速上升时，体重计示数又是多少？
（让学生独立思考并尝试运用所学的牛顿第二定律以及超重、失重的相关知识进行解答，然后同桌之间互相交流讨论解题思路和结果。
教师选取几位同学的答案进行展示和点评，针对出现的问题，如受力分析不准确、牛顿第二定律方程列错等，进行详细讲解和纠正，强化学生对知识的运用能力。）
2.升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为 20 kg 的 物体(g ＝10 m/s2)，则升降机以 1 m/s2 的加速度竖直上升时， 物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
六、课堂小结
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括超重、失重现象的概念、产生条件、本质以及相关的计算公式等，教师进行补充和强调，形成清晰的知识体系。
再次强调超重、失重现象在生活中的常见性以及运用物理知识分析生活现象的重要性，鼓励学生在课后继续观察生活中的相关实例，加深对知识的理解。
七、布置作业（5 分钟）
1.书面作业，如课本上相关章节的练习题，要求学生认真完成，巩固课堂所学的知识，运用牛顿第二定律准确分析和计算超重、失重问题。
2.拓展性作业，让学生寻找生活中更多的超重、失重现象，并尝试用手机拍摄记录下来，配上简单的文字解释，制作成一个小视频或者 PPT，下节课进行展示分享，培养学生的实践能力和知识迁移能力。
八、板书设计
超重与失重
超重现象：
定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）＞物体所受重力
产生条件：物体具有向上的加速度
失重现象：
定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）＜物体所受重力
产生条件：物体具有向下的加速度
完全失重：物体对支持物、悬挂物完全没有作用力（加速度 = g ）
本质：物体所受支持力（或拉力）与重力关系变化，重力不变
九、教学反思
成功之处
导入贴合生活，激发兴趣：通过播放电梯中体重计示数变化的视频，这种源自生活的现象能够迅速吸引学生的注意力，引发他们的好奇心，使他们急切地想知道背后的物理原理，很好地为新课学习营造了积极的氛围，也让学生感受到物理知识就在身边，提高了他们学习的积极性。
实验演示直观形象：在讲解超重和失重现象时，利用弹簧测力计悬挂钩码进行实验演示，让学生能够直观地看到示数的变化，配合理论分析，有助于学生更好地理解抽象的物理概念，将实验现象与理论知识紧密结合起来，突破了教学的重难点，使学生对超重、失重现象的产生条件和本质有了更清晰的认识。
注重知识应用与互动：设置了课堂练习环节，让学生在练习中巩固所学知识，通过独立思考和同桌交流讨论，培养了学生的思维能力和合作交流能力。教师对学生的答案进行点评和讲解，及时纠正了学生存在的问题，强化了学生运用牛顿第二定律分析解决超重、失重问题的能力。同时，布置的拓展性作业鼓励学生将课堂知识拓展到生活实际中，培养了学生的实践能力和知识迁移能力。
不足之处
部分学生理解深度不够：在课堂提问和练习反馈中发现，仍有部分学生对于超重、失重现象的本质理解不够透彻，只是机械地记住了概念和计算公式，在遇到一些稍有变化的实际问题时，不能准确地进行受力分析和运用牛顿第二定律解题，说明在教学过程中对这部分学生的引导还需要进一步加强，要确保他们真正理解知识的内涵。
课堂节奏把控可优化：在讲解超重、失重现象以及进行课堂练习时，花费的时间稍长，导致后面的课堂小结和作业布置有些仓促，没能给学生留出更多时间去总结回顾本节课的重点内容，也没能更详细地讲解拓展性作业的要求，需要在今后教学中更加合理地安排各教学环节的时间，保证课堂的完整性和流畅性。
改进措施
加强个别辅导与分层教学：针对理解困难的学生，在课堂上多给予关注，通过提问、引导分析等方式帮助他们跟上教学进度；课后可以进行个别辅导，根据他们的具体情况设计一些有针对性的练习题，帮助他们加深对超重、失重本质的理解，逐步提高解题能力。同时，考虑在今后教学中适当采用分层教学的方式，满足不同层次学生的学习需求。
精细规划教学时间：在备课阶段，更加精确地预估每个教学环节所需的时间，在课堂教学过程中严格按照时间安排进行，对于重点内容的讲解和练习可以通过优化教学设计、提高教学效率的方式来保证质量，避免出现时间前松后紧的情况，确保课堂小结和作业布置环节能够充分发挥作用，帮助学生更好地巩固知识、拓展视野。
一、教学目标
（1）理解超重和失重现象的概念、产生条件及本质原因。
（2）能够运用牛顿第二定律分析超重和失重问题，准确计算相关的支持力或拉力等物理量。
（3）区分超重、失重与物体实际重力的变化情况，明确重力本身并未改变。
（4）通过观察电梯中体重计示数变化等生活实例，培养学生的观察能力以及将实际问题抽象为物理模型的能力。
（5）经历运用牛顿第二定律对超重、失重现象进行理论分析的过程，提升学生的逻辑推理和科学思维能力。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）理解超重和失重现象的概念、产生条件，能准确判断物体处于超重还是失重状态。
（2）熟练运用牛顿第二定律对超重、失重现象进行定量分析与计算。
教学难点
（1）深入理解超重、失重现象的本质，即物体所受的支持力（或拉力）与重力的关系变化，而非物体重力本身的改变。
（2）能灵活运用牛顿第二定律解决较为复杂的超重、失重实际问题，例如涉及多个物体或变速运动过程复杂的情况。
三、教学方法
讲授法、实验演示法、讨论法、问题引导法。
教学过程
1.导入新课
视频：乘坐电梯时，电梯启动、上升、停止以及下降过程中，体重计示数变化。
体验：学生在体重称上蹲下和起立，观察这两个过程中，体重秤示数的变化。
提问：为什么会出现这样的现象，从而引出本节课要学习的 “超重与失重” 课题，激发学生的探究欲望。
反思改进：体验时间设置得过长，学生没有快速进入学习状态，后续新课讲授过程中花了更多时间强调纪律、调整学生状态。之后设置课程引入和体验的时间需要适当简短，更快速地进入课程内容。
2.新课讲授
一、重力的测量
1.实重：物体实际所受到的重力。（物体所受到的重力不会因为物体运动状态的变化而变化。
2.视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计或放在水平台秤上，显示的示数。（视重的大小＝弹簧测力计所受物体拉力大小/台秤所受物体压力大小）
3.测量重力的两种方式
①测m，测自由落体加速度g 。用公式G = mg 计算得重力。
②利用力的平衡条件测量G。
超重和失重
对人在电梯启动到停下过程中，人的体重称示数变化的现象，进行受力分析，用牛顿第二定律分析。
电梯从1→6楼
①刚启动（向上加速）
由牛顿第二定律：F - mg = ma
F = mg + ma ＞ mg
视重＞实重
②匀速运行阶段：F = mg
视重=实重
③快停下（向上减速）
由牛顿第二定律得：mg - F = ma
F = mg - ma ＜ mg
视重＜实重
超重：视重＞实重
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。
失重：视重＜实重
完全失重：视重=0
一切由重力产生的物理现象都会消失。
（天平不能使用，浸在水中的物体不再受浮力作用，液柱不再产生压强等。）
辨析：物体超重时，加速度竖直向上，速度也一定竖直向上。（×）
超重和失重时物体的运动状态
超重：a方向向上。（向上加速/向下加速）
失重：a方向向下。（向上减速/向下加速）
完全失重：a方向竖直向下，大小为g。
注意：
①只要物体有向上或向下的加速度，物体则处于超重或失重状态，与物体运动速度无关。
②只要a具有竖直方向的分量，则物体就处于超重或失重状态。
例：盛水的塑料瓶扎两个小孔，水从小孔喷出；现让塑料瓶自由下落，观察
现象，解释原因。
五、课堂练习
1.一个质量为 50kg 的人站在电梯内的体重计上，当电梯以 2m/s 的加速度匀加速上升时，体重计的示数是多少？当电梯以同样大小的加速度匀减速上升时，体重计示数又是多少？
（让学生独立思考并尝试运用所学的牛顿第二定律以及超重、失重的相关知识进行解答，然后同桌之间互相交流讨论解题思路和结果。
教师选取几位同学的答案进行展示和点评，针对出现的问题，如受力分析不准确、牛顿第二定律方程列错等，进行详细讲解和纠正，强化学生对知识的运用能力。）
2.升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为 20 kg 的 物体(g ＝10 m/s2)，则升降机以 1 m/s2 的加速度竖直上升时， 物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
六、课堂小结
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括超重、失重现象的概念、产生条件、本质以及相关的计算公式等，教师进行补充和强调，形成清晰的知识体系。
再次强调超重、失重现象在生活中的常见性以及运用物理知识分析生活现象的重要性，鼓励学生在课后继续观察生活中的相关实例，加深对知识的理解。
七、布置作业（5 分钟）
1.书面作业，如课本上相关章节的练习题，要求学生认真完成，巩固课堂所学的知识，运用牛顿第二定律准确分析和计算超重、失重问题。
2.拓展性作业，让学生寻找生活中更多的超重、失重现象，并尝试用手机拍摄记录下来，配上简单的文字解释，制作成一个小视频或者 PPT，下节课进行展示分享，培养学生的实践能力和知识迁移能力。
八、板书设计
超重与失重
超重现象：
定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）＞物体所受重力
产生条件：物体具有向上的加速度
失重现象：
定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）＜物体所受重力
产生条件：物体具有向下的加速度
完全失重：物体对支持物、悬挂物完全没有作用力（加速度 = g ）
本质：物体所受支持力（或拉力）与重力关系变化，重力不变
九、教学反思
成功之处
导入贴合生活，激发兴趣：通过播放电梯中体重计示数变化的视频，这种源自生活的现象能够迅速吸引学生的注意力，引发他们的好奇心，使他们急切地想知道背后的物理原理，很好地为新课学习营造了积极的氛围，也让学生感受到物理知识就在身边，提高了他们学习的积极性。
实验演示直观形象：在讲解超重和失重现象时，利用弹簧测力计悬挂钩码进行实验演示，让学生能够直观地看到示数的变化，配合理论分析，有助于学生更好地理解抽象的物理概念，将实验现象与理论知识紧密结合起来，突破了教学的重难点，使学生对超重、失重现象的产生条件和本质有了更清晰的认识。
注重知识应用与互动：设置了课堂练习环节，让学生在练习中巩固所学知识，通过独立思考和同桌交流讨论，培养了学生的思维能力和合作交流能力。教师对学生的答案进行点评和讲解，及时纠正了学生存在的问题，强化了学生运用牛顿第二定律分析解决超重、失重问题的能力。同时，布置的拓展性作业鼓励学生将课堂知识拓展到生活实际中，培养了学生的实践能力和知识迁移能力。
不足之处
部分学生理解深度不够：在课堂提问和练习反馈中发现，仍有部分学生对于超重、失重现象的本质理解不够透彻，只是机械地记住了概念和计算公式，在遇到一些稍有变化的实际问题时，不能准确地进行受力分析和运用牛顿第二定律解题，说明在教学过程中对这部分学生的引导还需要进一步加强，要确保他们真正理解知识的内涵。
课堂节奏把控可优化：在讲解超重、失重现象以及进行课堂练习时，花费的时间稍长，导致后面的课堂小结和作业布置有些仓促，没能给学生留出更多时间去总结回顾本节课的重点内容，也没能更详细地讲解拓展性作业的要求，需要在今后教学中更加合理地安排各教学环节的时间，保证课堂的完整性和流畅性。
改进措施
加强个别辅导与分层教学：针对理解困难的学生，在课堂上多给予关注，通过提问、引导分析等方式帮助他们跟上教学进度；课后可以进行个别辅导，根据他们的具体情况设计一些有针对性的练习题，帮助他们加深对超重、失重本质的理解，逐步提高解题能力。同时，考虑在今后教学中适当采用分层教学的方式，满足不同层次学生的学习需求。
精细规划教学时间：在备课阶段，更加精确地预估每个教学环节所需的时间，在课堂教学过程中严格按照时间安排进行，对于重点内容的讲解和练习可以通过优化教学设计、提高教学效率的方式来保证质量，避免出现时间前松后紧的情况，确保课堂小结和作业布置环节能够充分发挥作用，帮助学生更好地巩固知识、拓展视野。