4.6 超重和失重 课时教案（表格式）2025--2026年人教版【新教材】（2019）高中物理必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.6 超重和失重 课时教案（表格式）2025--2026年人教版【新教材】（2019）高中物理必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 22.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-06 20:22:47 | ||
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文档简介
4.6《 超重和失重》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第四章“牛顿运动定律”的第六节，是牛顿第二定律在竖直方向变速运动中的具体应用。教材通过电梯中体重计示数变化的生活实例，引出超重与失重的概念，帮助学生理解加速度方向与支持力、重力之间的关系。本节内容承上启下，既巩固了牛顿第二定律的应用，又为后续学习航天、圆周运动等知识打下基础，具有较强的实践性和思维拓展性。
学情分析
高一学生已掌握牛顿第二定律的基本公式和受力分析方法，具备一定的逻辑推理能力，但对抽象物理情境的建模能力仍较弱。学生在生活中有过乘坐电梯时“变轻”或“变重”的体验，但缺乏科学解释。部分学生易将“失重”误解为“没有重力”，需通过实验和情境引导纠正。此外，学生正处于形象思维向抽象思维过渡阶段，需借助直观实验和生活情境激发兴趣，促进概念建构。
课时教学目标
物理观念
1. 理解超重和失重的物理本质是支持力与重力的关系变化，而非重力本身改变。
2. 掌握在竖直方向加速运动中，利用牛顿第二定律分析物体受力与加速度方向的关系。
科学思维
1. 能通过受力分析和运动状态判断，建立“加速度方向决定超失重状态”的逻辑链条。
2. 运用等效思想，将电梯、火箭等复杂情境简化为竖直方向的变速运动模型进行分析。
科学探究
1. 设计并完成“弹簧秤悬挂钩码加速升降”的实验，观察读数变化，归纳超失重规律。
2. 通过小组合作分析电梯运动各阶段的受力情况，提升实验观察能力与数据归纳能力。
科学态度与责任
1. 认识超失重现象在航天、游乐设施等现实场景中的应用，增强物理与生活的联系意识。
2. 培养严谨求实的科学态度，尊重实验数据，敢于质疑生活中的错误认知。
教学重点、难点
重点
1. 超重和失重的定义及其产生条件。
2. 利用牛顿第二定律分析竖直方向变速运动中的支持力与重力关系。
难点
1. 理解“失重≠无重力”，澄清学生对“失重”的常见误解。
2. 准确判断加速度方向与超失重状态的对应关系，并进行定量计算。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、合作学习法、讲授法
教具准备
弹簧秤、钩码、滑轮装置、手机加速度传感器APP、PPT课件、电梯运动视频
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、电梯里的“变轻”之谜 （一）、播放视频，引发认知冲突。
教师播放一段电梯启动上升和减速停止时，体重秤示数变化的慢动作视频。画面中，当电梯刚启动上升时，体重秤读数明显大于人的实际体重；当电梯即将停在高层时，读数又突然变小，仿佛人“变轻”了。教师暂停视频，提出问题：“为什么我们在电梯里会有‘变重’或‘变轻’的感觉？难道我们的质量真的改变了？”
引导语：爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”今天我们就从这个生活中的小现象出发，揭开“超重”与“失重”的物理面纱。
（二）、创设主线任务：成为“电梯物理侦探”。
教师宣布本节课的学习任务：“今天，我们每个人都是‘电梯物理侦探’，任务是破解电梯中体重变化的真相。我们将通过实验观察、受力分析、逻辑推理，最终提交一份《超失重现象调查报告》。”
过渡语：侦探破案需要线索，我们的第一个线索来自一个简单的实验——弹簧秤的“秘密读数”。 1. 观看视频，描述现象。
2. 思考并提出疑问。
3. 明确学习任务。
4. 激发探究兴趣。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图 通过真实生活情境引发认知冲突，激发学习兴趣；以“侦探任务”为主线贯穿课堂，增强学习的代入感与挑战性；引用爱因斯坦名言，提升科学探究的使命感。
实验探究
【12分钟】 一、弹簧秤的“秘密读数”实验 （一）、演示实验：观察加速过程中的读数变化。
教师手持弹簧秤，下方悬挂一个500g的钩码，保持静止，读出示数为4.9N（即mg）。然后缓慢向上加速提起弹簧秤，学生观察到读数瞬间增大至约6N；当匀速上升时，读数恢复为4.9N；当向上减速（即向下加速）时，读数减小至约3N。教师重复实验，并邀请学生上台亲自操作，感受手部拉力的变化。
提问：“读数变大说明什么？变小又说明什么？这与物体的运动状态有何关系？”
（二）、分组实验：定量记录加速度与读数关系。
将学生分为四人小组，每组配备弹簧秤、钩码、滑轮装置和手机加速度传感器APP。任务：将钩码通过滑轮连接至弹簧秤，利用手拉或小车牵引实现竖直方向的加速运动。使用手机APP记录加速度方向与大小，同时记录弹簧秤读数。要求每组至少完成“向上加速、向上减速、向下加速、向下减速”四种情况的数据记录。
教师巡视指导，提醒学生注意：读数稳定后再记录；加速度方向判断要准确；思考读数变化与加速度方向的关系。
（三）、数据汇总与初步归纳。
教师在黑板上绘制表格，邀请各小组代表汇报实验数据。汇总后引导学生观察：
1. 当加速度方向向上时（向上加速或向下减速），弹簧秤读数F > mg；
2. 当加速度方向向下时（向下加速或向上减速），弹簧秤读数F < mg；
3. 当a=0（静止或匀速），F = mg。
教师总结：“读数大于重力，我们称之为‘超重’；读数小于重力，称之为‘失重’。关键在于加速度的方向！” 1. 观察演示实验，记录现象。
2. 分组动手实验，收集数据。
3. 分析数据，寻找规律。
4. 汇报结果，参与讨论。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
规律发现：☆☆☆
设计意图 通过演示与分组实验结合，让学生亲历“观察—操作—记录—分析”的完整探究过程；利用手机传感器增强实验的科技感与精确性；通过数据汇总引导学生从现象上升到规律，培养归纳能力；明确“加速度方向”是判断超失重的核心。
理论建构
【15分钟】 一、受力分析：揭开超失重的本质 （一）、建立模型：电梯中的人体受力分析。
教师在PPT上展示电梯中一个人站在体重秤上的示意图。引导学生画出受力图：人受到重力G=mg向下，支持力N（即体重秤读数）向上。根据牛顿第二定律，列出竖直方向的方程：N - mg = ma。
重点讲解：当加速度a向上时，N = mg + ma > mg，支持力大于重力，表现为“超重”；当a向下时，N = mg - ma < mg，支持力小于重力，表现为“失重”；当a=g向下时，N=0，完全失重。
强调：“重力mg始终存在，改变的是支持力N！失重不是没有重力，而是物体对支持物的压力减小甚至为零。”
（二）、辨析误区：澄清“失重=无重力”的错误观念。
教师提问：“宇航员在空间站中漂浮，是失重吗？他们还受地球引力吗？”
引导学生思考：空间站绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，a=g，处于完全失重状态。但重力依然存在，大小约为地面的90%。播放国际空间站中水滴悬浮、笔漂浮的视频佐证。
过渡语：正如霍金所说：“我们都是在引力的束缚中跳舞。”失重不是摆脱了重力，而是进入了自由落体的“舞蹈状态”。
二、应用拓展：破解“电梯侦探”任务 （一）、分析电梯全程运动中的超失重状态。
教师展示电梯从一楼启动到十楼停止的v-t图像，分为四个阶段：
1. 启动加速上升（a↑）→ 超重
2. 匀速上升（a=0）→ 正常
3. 减速上升（a↓）→ 失重
4. 停止（a=0）→ 正常
要求学生分组讨论并填写《电梯运动状态调查表》，包括每个阶段的加速度方向、支持力与重力关系、是否超/失重。
（二）、挑战升级：火箭发射与返回舱着陆。
教师展示火箭发射升空和返回舱再入大气层减速着陆的视频。提问：“发射时宇航员是超重还是失重？返回时呢？”
引导学生分析：发射时加速度极大向上，处于严重超重状态，需特殊座椅保护；返回时虽向下运动，但因空气阻力减速，加速度向上，仍为超重。只有在轨道运行时才失重。
总结：“运动方向不决定超失重，加速度方向才是关键！” 1. 绘制受力图，列方程。
2. 理解本质，纠正误区。
3. 分析电梯各阶段状态。
4. 解释火箭发射现象。
评价任务 受力分析：☆☆☆
概念理解：☆☆☆
应用迁移：☆☆☆
设计意图 通过受力分析与牛顿第二定律的数学推导，从定量角度揭示超失重的本质；结合航天实例破除常见误解，提升科学素养；以“电梯侦探”任务贯穿，增强知识的连贯性与应用性；引用霍金名言，赋予物理以人文温度。
巩固练习
【8分钟】 一、典型例题：电梯中的体重变化 （一）、题目呈现：
一个质量为60kg的人站在电梯内的体重秤上。当电梯以2m/s 的加速度加速上升时，体重秤的读数是多少？当电梯以2m/s 的加速度减速下降时，读数又是多少？（取g=10m/s ）
（二）、引导分析：
教师引导学生分步解题：
1. 明确研究对象：人。
2. 受力分析：重力mg=600N向下，支持力N向上。
3. 判断加速度方向：加速上升，a=2m/s ↑。
4. 列牛顿第二定律方程：N - mg = ma → N = m(g + a) = 60×(10+2)=720N。
5. 解释：读数720N，即“视重”为72kg，处于超重状态。
第二问：减速下降，即速度向下，加速度向上（因减速），故a=2m/s ↑，同样N = m(g + a) = 720N。
强调：“减速下降”等效于“加速上升”，加速度方向相同，超失重状态相同。
二、变式训练：自由落体中的读数 （一）、问题提出：
若将弹簧秤和钩码一起自由下落，读数会是多少？
引导学生分析：整体加速度a=g向下，对钩码：mg - N = mg → N=0。故读数为零，完全失重。
播放“水桶自由下落时水不流出”的实验视频，增强直观感受。 1. 审题并画受力图。
2. 列式计算，得出结果。
3. 理解“减速下降”的加速度方向。
4. 预测自由落体读数。
评价任务 公式应用：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
结果正确：☆☆☆
设计意图 通过典型例题规范解题步骤，强化“加速度方向决定超失重”的核心思想；变式训练加深对完全失重的理解；结合视频增强感性认识，实现从理论到现象的闭环。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化总结：知识网络构建 （一）、回顾主线任务完成情况。
教师引导学生回顾“电梯物理侦探”任务：我们通过实验发现了弹簧秤读数随加速度变化的规律；通过受力分析揭示了超失重的本质是支持力与重力的关系变化；通过电梯和火箭案例验证了理论的普适性。
板书核心公式：N - mg = ma → 超重（a↑）、失重（a↓）、完全失重（a=g↓）。
（二）、升华式总结：从电梯到星辰
“今天我们从电梯的方寸之间，窥见了宇宙的法则。超重与失重，不只是体重秤上的数字跳动，更是人类迈向太空的物理基石。当火箭冲破大气，宇航员承受着数倍重力的超重；当飞船环绕地球，他们又在失重中书写着人类的浪漫。正如卡尔·萨根所说：‘我们是由星辰所铸，如今眺望群星。’而理解这些现象的钥匙，就藏在牛顿第二定律的简洁公式中。愿你们保持这份对世界的好奇，用物理的眼光，读懂生活，仰望星空。” 1. 回顾实验与理论。
2. 理解公式内涵。
3. 感受物理魅力。
4. 树立科学理想。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
未来展望：☆☆☆
设计意图 通过结构化回顾强化知识体系；引用卡尔·萨根名言进行情感升华，将物理学习与人类探索宇宙的宏大叙事相连，激发学生的科学情怀与责任感，实现“知识—能力—情感”的三维统一。
作业设计
一、基础巩固
1. 下列情况中，人处于超重状态的是（ ）
A. 电梯匀速上升
B. 电梯加速下降
C. 电梯减速下降
D. 电梯减速上升
2. 一个质量为50kg的人站在电梯中，当电梯以3m/s 的加速度加速上升时，求体重秤的读数。（g取10m/s ）
二、能力提升
3. 如图所示，一个木箱放在电梯地板上，木箱内用细线悬挂一个质量为m的小球。当电梯以加速度a竖直向上运动时，分析：
（1）木箱对地板的压力与木箱重力的关系；
（2）细线对小球的拉力与小球重力的关系。
（3）若电梯自由下落，两者的读数分别为多少？
三、实践探究
4. 利用手机加速度传感器APP，在乘坐电梯时记录全程的加速度变化，并结合本节知识，撰写一份《我的电梯超失重观察报告》，包括数据记录、状态分析与结论。
【答案解析】
一、基础巩固
1. C（减速下降时加速度向上，超重）
2. 解：N = m(g + a) = 50×(10+3) = 650N
二、能力提升
3. （1）压力 > 重力（超重）
（2）拉力 > 重力（超重）
（3）压力 = 0，拉力 = 0（完全失重）
板书设计
4.6 超重和失重
【主线任务】电梯物理侦探——破解体重之谜
一、现象观察
电梯启动↑ → 变重（超重）
电梯停止↑ → 变轻（失重）
二、实验探究
F > mg → 超重 → a↑
F < mg → 失重 → a↓
F = 0 → 完全失重 → a = g↓
三、理论分析（牛顿第二定律）
N - mg = ma
↑ ↑ ↑
支持力 重力 加速度
四、本质澄清
失重 ≠ 无重力
重力始终存在！
五、应用拓展
火箭发射：超重
空间站运行：失重
自由落体：完全失重
教学反思
成功之处
1. 以“电梯物理侦探”为主线任务贯穿全课，情境真实，任务驱动，学生参与度高，探究氛围浓厚。
2. 实验设计巧妙结合传统弹簧秤与现代手机传感器，兼顾直观性与科学性，有效突破了“加速度方向判断”这一难点。
3. 引用霍金、卡尔·萨根等科学家名言进行情感升华，将物理知识与人类探索宇宙的壮丽图景相连，提升了课堂的深度与温度。
不足之处
1. 分组实验时间略显紧张，部分小组未能完成全部四种运动状态的数据采集，下次可提前录制演示视频作为补充。
2. 对“减速下降”等易混淆情境的辨析还需加强，个别学生仍会误判加速度方向，可在作业中增加专项训练。
3. 板书设计可进一步优化，增加v-t图像与超失重状态的对应关系图示，帮助学生建立更直观的时空联系。
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第四章“牛顿运动定律”的第六节，是牛顿第二定律在竖直方向变速运动中的具体应用。教材通过电梯中体重计示数变化的生活实例，引出超重与失重的概念，帮助学生理解加速度方向与支持力、重力之间的关系。本节内容承上启下，既巩固了牛顿第二定律的应用，又为后续学习航天、圆周运动等知识打下基础，具有较强的实践性和思维拓展性。
学情分析
高一学生已掌握牛顿第二定律的基本公式和受力分析方法，具备一定的逻辑推理能力，但对抽象物理情境的建模能力仍较弱。学生在生活中有过乘坐电梯时“变轻”或“变重”的体验，但缺乏科学解释。部分学生易将“失重”误解为“没有重力”，需通过实验和情境引导纠正。此外，学生正处于形象思维向抽象思维过渡阶段，需借助直观实验和生活情境激发兴趣，促进概念建构。
课时教学目标
物理观念
1. 理解超重和失重的物理本质是支持力与重力的关系变化，而非重力本身改变。
2. 掌握在竖直方向加速运动中，利用牛顿第二定律分析物体受力与加速度方向的关系。
科学思维
1. 能通过受力分析和运动状态判断，建立“加速度方向决定超失重状态”的逻辑链条。
2. 运用等效思想，将电梯、火箭等复杂情境简化为竖直方向的变速运动模型进行分析。
科学探究
1. 设计并完成“弹簧秤悬挂钩码加速升降”的实验，观察读数变化，归纳超失重规律。
2. 通过小组合作分析电梯运动各阶段的受力情况，提升实验观察能力与数据归纳能力。
科学态度与责任
1. 认识超失重现象在航天、游乐设施等现实场景中的应用，增强物理与生活的联系意识。
2. 培养严谨求实的科学态度，尊重实验数据，敢于质疑生活中的错误认知。
教学重点、难点
重点
1. 超重和失重的定义及其产生条件。
2. 利用牛顿第二定律分析竖直方向变速运动中的支持力与重力关系。
难点
1. 理解“失重≠无重力”，澄清学生对“失重”的常见误解。
2. 准确判断加速度方向与超失重状态的对应关系，并进行定量计算。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、合作学习法、讲授法
教具准备
弹簧秤、钩码、滑轮装置、手机加速度传感器APP、PPT课件、电梯运动视频
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、电梯里的“变轻”之谜 （一）、播放视频，引发认知冲突。
教师播放一段电梯启动上升和减速停止时，体重秤示数变化的慢动作视频。画面中，当电梯刚启动上升时，体重秤读数明显大于人的实际体重；当电梯即将停在高层时，读数又突然变小，仿佛人“变轻”了。教师暂停视频，提出问题：“为什么我们在电梯里会有‘变重’或‘变轻’的感觉？难道我们的质量真的改变了？”
引导语：爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”今天我们就从这个生活中的小现象出发，揭开“超重”与“失重”的物理面纱。
（二）、创设主线任务：成为“电梯物理侦探”。
教师宣布本节课的学习任务：“今天，我们每个人都是‘电梯物理侦探’，任务是破解电梯中体重变化的真相。我们将通过实验观察、受力分析、逻辑推理，最终提交一份《超失重现象调查报告》。”
过渡语：侦探破案需要线索，我们的第一个线索来自一个简单的实验——弹簧秤的“秘密读数”。 1. 观看视频，描述现象。
2. 思考并提出疑问。
3. 明确学习任务。
4. 激发探究兴趣。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图 通过真实生活情境引发认知冲突，激发学习兴趣；以“侦探任务”为主线贯穿课堂，增强学习的代入感与挑战性；引用爱因斯坦名言，提升科学探究的使命感。
实验探究
【12分钟】 一、弹簧秤的“秘密读数”实验 （一）、演示实验：观察加速过程中的读数变化。
教师手持弹簧秤，下方悬挂一个500g的钩码，保持静止，读出示数为4.9N（即mg）。然后缓慢向上加速提起弹簧秤，学生观察到读数瞬间增大至约6N；当匀速上升时，读数恢复为4.9N；当向上减速（即向下加速）时，读数减小至约3N。教师重复实验，并邀请学生上台亲自操作，感受手部拉力的变化。
提问：“读数变大说明什么？变小又说明什么？这与物体的运动状态有何关系？”
（二）、分组实验：定量记录加速度与读数关系。
将学生分为四人小组，每组配备弹簧秤、钩码、滑轮装置和手机加速度传感器APP。任务：将钩码通过滑轮连接至弹簧秤，利用手拉或小车牵引实现竖直方向的加速运动。使用手机APP记录加速度方向与大小，同时记录弹簧秤读数。要求每组至少完成“向上加速、向上减速、向下加速、向下减速”四种情况的数据记录。
教师巡视指导，提醒学生注意：读数稳定后再记录；加速度方向判断要准确；思考读数变化与加速度方向的关系。
（三）、数据汇总与初步归纳。
教师在黑板上绘制表格，邀请各小组代表汇报实验数据。汇总后引导学生观察：
1. 当加速度方向向上时（向上加速或向下减速），弹簧秤读数F > mg；
2. 当加速度方向向下时（向下加速或向上减速），弹簧秤读数F < mg；
3. 当a=0（静止或匀速），F = mg。
教师总结：“读数大于重力，我们称之为‘超重’；读数小于重力，称之为‘失重’。关键在于加速度的方向！” 1. 观察演示实验，记录现象。
2. 分组动手实验，收集数据。
3. 分析数据，寻找规律。
4. 汇报结果，参与讨论。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
规律发现：☆☆☆
设计意图 通过演示与分组实验结合，让学生亲历“观察—操作—记录—分析”的完整探究过程；利用手机传感器增强实验的科技感与精确性；通过数据汇总引导学生从现象上升到规律，培养归纳能力；明确“加速度方向”是判断超失重的核心。
理论建构
【15分钟】 一、受力分析：揭开超失重的本质 （一）、建立模型：电梯中的人体受力分析。
教师在PPT上展示电梯中一个人站在体重秤上的示意图。引导学生画出受力图：人受到重力G=mg向下，支持力N（即体重秤读数）向上。根据牛顿第二定律，列出竖直方向的方程：N - mg = ma。
重点讲解：当加速度a向上时，N = mg + ma > mg，支持力大于重力，表现为“超重”；当a向下时，N = mg - ma < mg，支持力小于重力，表现为“失重”；当a=g向下时，N=0，完全失重。
强调：“重力mg始终存在，改变的是支持力N！失重不是没有重力，而是物体对支持物的压力减小甚至为零。”
（二）、辨析误区：澄清“失重=无重力”的错误观念。
教师提问：“宇航员在空间站中漂浮，是失重吗？他们还受地球引力吗？”
引导学生思考：空间站绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，a=g，处于完全失重状态。但重力依然存在，大小约为地面的90%。播放国际空间站中水滴悬浮、笔漂浮的视频佐证。
过渡语：正如霍金所说：“我们都是在引力的束缚中跳舞。”失重不是摆脱了重力，而是进入了自由落体的“舞蹈状态”。
二、应用拓展：破解“电梯侦探”任务 （一）、分析电梯全程运动中的超失重状态。
教师展示电梯从一楼启动到十楼停止的v-t图像，分为四个阶段：
1. 启动加速上升（a↑）→ 超重
2. 匀速上升（a=0）→ 正常
3. 减速上升（a↓）→ 失重
4. 停止（a=0）→ 正常
要求学生分组讨论并填写《电梯运动状态调查表》，包括每个阶段的加速度方向、支持力与重力关系、是否超/失重。
（二）、挑战升级：火箭发射与返回舱着陆。
教师展示火箭发射升空和返回舱再入大气层减速着陆的视频。提问：“发射时宇航员是超重还是失重？返回时呢？”
引导学生分析：发射时加速度极大向上，处于严重超重状态，需特殊座椅保护；返回时虽向下运动，但因空气阻力减速，加速度向上，仍为超重。只有在轨道运行时才失重。
总结：“运动方向不决定超失重，加速度方向才是关键！” 1. 绘制受力图，列方程。
2. 理解本质，纠正误区。
3. 分析电梯各阶段状态。
4. 解释火箭发射现象。
评价任务 受力分析：☆☆☆
概念理解：☆☆☆
应用迁移：☆☆☆
设计意图 通过受力分析与牛顿第二定律的数学推导，从定量角度揭示超失重的本质；结合航天实例破除常见误解，提升科学素养；以“电梯侦探”任务贯穿，增强知识的连贯性与应用性；引用霍金名言，赋予物理以人文温度。
巩固练习
【8分钟】 一、典型例题：电梯中的体重变化 （一）、题目呈现：
一个质量为60kg的人站在电梯内的体重秤上。当电梯以2m/s 的加速度加速上升时，体重秤的读数是多少？当电梯以2m/s 的加速度减速下降时，读数又是多少？（取g=10m/s ）
（二）、引导分析：
教师引导学生分步解题：
1. 明确研究对象：人。
2. 受力分析：重力mg=600N向下，支持力N向上。
3. 判断加速度方向：加速上升，a=2m/s ↑。
4. 列牛顿第二定律方程：N - mg = ma → N = m(g + a) = 60×(10+2)=720N。
5. 解释：读数720N，即“视重”为72kg，处于超重状态。
第二问：减速下降，即速度向下，加速度向上（因减速），故a=2m/s ↑，同样N = m(g + a) = 720N。
强调：“减速下降”等效于“加速上升”，加速度方向相同，超失重状态相同。
二、变式训练：自由落体中的读数 （一）、问题提出：
若将弹簧秤和钩码一起自由下落，读数会是多少？
引导学生分析：整体加速度a=g向下，对钩码：mg - N = mg → N=0。故读数为零，完全失重。
播放“水桶自由下落时水不流出”的实验视频，增强直观感受。 1. 审题并画受力图。
2. 列式计算，得出结果。
3. 理解“减速下降”的加速度方向。
4. 预测自由落体读数。
评价任务 公式应用：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
结果正确：☆☆☆
设计意图 通过典型例题规范解题步骤，强化“加速度方向决定超失重”的核心思想；变式训练加深对完全失重的理解；结合视频增强感性认识，实现从理论到现象的闭环。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化总结：知识网络构建 （一）、回顾主线任务完成情况。
教师引导学生回顾“电梯物理侦探”任务：我们通过实验发现了弹簧秤读数随加速度变化的规律；通过受力分析揭示了超失重的本质是支持力与重力的关系变化；通过电梯和火箭案例验证了理论的普适性。
板书核心公式：N - mg = ma → 超重（a↑）、失重（a↓）、完全失重（a=g↓）。
（二）、升华式总结：从电梯到星辰
“今天我们从电梯的方寸之间，窥见了宇宙的法则。超重与失重，不只是体重秤上的数字跳动，更是人类迈向太空的物理基石。当火箭冲破大气，宇航员承受着数倍重力的超重；当飞船环绕地球，他们又在失重中书写着人类的浪漫。正如卡尔·萨根所说：‘我们是由星辰所铸，如今眺望群星。’而理解这些现象的钥匙，就藏在牛顿第二定律的简洁公式中。愿你们保持这份对世界的好奇，用物理的眼光，读懂生活，仰望星空。” 1. 回顾实验与理论。
2. 理解公式内涵。
3. 感受物理魅力。
4. 树立科学理想。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
未来展望：☆☆☆
设计意图 通过结构化回顾强化知识体系；引用卡尔·萨根名言进行情感升华，将物理学习与人类探索宇宙的宏大叙事相连，激发学生的科学情怀与责任感，实现“知识—能力—情感”的三维统一。
作业设计
一、基础巩固
1. 下列情况中，人处于超重状态的是（ ）
A. 电梯匀速上升
B. 电梯加速下降
C. 电梯减速下降
D. 电梯减速上升
2. 一个质量为50kg的人站在电梯中，当电梯以3m/s 的加速度加速上升时，求体重秤的读数。（g取10m/s ）
二、能力提升
3. 如图所示，一个木箱放在电梯地板上，木箱内用细线悬挂一个质量为m的小球。当电梯以加速度a竖直向上运动时，分析：
（1）木箱对地板的压力与木箱重力的关系；
（2）细线对小球的拉力与小球重力的关系。
（3）若电梯自由下落，两者的读数分别为多少？
三、实践探究
4. 利用手机加速度传感器APP，在乘坐电梯时记录全程的加速度变化，并结合本节知识，撰写一份《我的电梯超失重观察报告》，包括数据记录、状态分析与结论。
【答案解析】
一、基础巩固
1. C（减速下降时加速度向上，超重）
2. 解：N = m(g + a) = 50×(10+3) = 650N
二、能力提升
3. （1）压力 > 重力（超重）
（2）拉力 > 重力（超重）
（3）压力 = 0，拉力 = 0（完全失重）
板书设计
4.6 超重和失重
【主线任务】电梯物理侦探——破解体重之谜
一、现象观察
电梯启动↑ → 变重（超重）
电梯停止↑ → 变轻（失重）
二、实验探究
F > mg → 超重 → a↑
F < mg → 失重 → a↓
F = 0 → 完全失重 → a = g↓
三、理论分析（牛顿第二定律）
N - mg = ma
↑ ↑ ↑
支持力 重力 加速度
四、本质澄清
失重 ≠ 无重力
重力始终存在！
五、应用拓展
火箭发射：超重
空间站运行：失重
自由落体：完全失重
教学反思
成功之处
1. 以“电梯物理侦探”为主线任务贯穿全课，情境真实，任务驱动，学生参与度高，探究氛围浓厚。
2. 实验设计巧妙结合传统弹簧秤与现代手机传感器，兼顾直观性与科学性，有效突破了“加速度方向判断”这一难点。
3. 引用霍金、卡尔·萨根等科学家名言进行情感升华，将物理知识与人类探索宇宙的壮丽图景相连，提升了课堂的深度与温度。
不足之处
1. 分组实验时间略显紧张，部分小组未能完成全部四种运动状态的数据采集，下次可提前录制演示视频作为补充。
2. 对“减速下降”等易混淆情境的辨析还需加强，个别学生仍会误判加速度方向，可在作业中增加专项训练。
3. 板书设计可进一步优化，增加v-t图像与超失重状态的对应关系图示，帮助学生建立更直观的时空联系。