鲁科版（2019）必修第一册 5.5 超重与失重 教学设计（表格式）

一、基本信息
教 师 姓 名 课名 超重和失重
学 科 物理 章 节 第四章第6 节 教材版本 人教版（2019）
课 时 第 1 课时 课 型 新授课 年级 高一
二、教学目标物理观念： 1. 掌握测量重力的两种方法。 2.理解超重、失重和完全失重的定义及其本质，能够通过实验观察和体验超重和失重现象。 科学思维： 1.通过课堂实验，培养学生在实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力。 2.培养学生的分析和推理能力。通过观察体重计示数及其他实验现象，发现超重和失重现象产生的条件；应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因。 科学探究： 1.通过课前自主探究和课堂分组探究，培养学生的实验探究能力。 2.利用现代信息技术进行实验探究，增强数据分析和处理能力。 了解如何使用手机 APP（如phyphox）和力传感器探究超重和失重现象。 科学态度与责任： 通过查阅资料、分享和交流，了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和现象，培养学生用科学知识解释生活现象的能力，激发学生的学习热情和兴趣，形成良好的科学态度与责任。
三、学习者分析 学生在 日常生活中对超重和失重是有所感知的，并且也会通过各种媒体了解到我们国家太空授课等视频了解到失重现象，但是对于超重和失重的实质并不清楚，也不能很好的解释有关的 日常生活中的超重失重现象。
四、教学重难点分析及解决措施 1. 引导学生理解超重和失重的物理内涵。 分析：超重和失重现象已经成为 日常生活中的常用语言，其与物理学中的定义存在较大差异。因此，引导学生正确理解超重和失重的物理内涵是教学中的难点。 解决措施： （ 1 ）引入“视重”和“实重”概念，以更好地理解超重和失重的本质； （2 ）两位同学一组，观察下蹲和起立时弹簧测力计示数的变化，在 日常动作中观察超重和失重现象； （3）利用力传感器和DISLab 软件在智慧黑板上实时显示超重和失重时拉力的变化曲线，让学生更直观地理解超重和失重的物理内涵。 2.探究超重和失重现象产生的条件及理论推导。 分析：学生在实验基础上总结出超重和失重现象产生的条件，需要较强的科学探究能力；学生能够利用牛顿运动定律分析超重和失重现象的产生条件及其动力学原因，这要求较强的逻辑推理和数学应用能力。 解决措施： （ 1 ）通过分组探究活动，观察人下蹲和站立过程中的体重秤示数变化，并通过数据表格分析，总结出超重和失重现象产生的条件； （2 ）通过学生思考并上台讲解，引导学生应用牛顿运动定律推导超重和失重现象产生的条件； （3）通过手机应用程序phyphox 测量超重和失重时的加速度，应用手机投屏功能在智慧黑板上实时显示 a-t 图像，帮助学生直观理解超重和失重现象和加速度的关系。
五、教学设计
教学环节 起止时间 环节目标 教学内容 学生活动 媒体作 用及分析
导 入 新 课 游 戏 00,05” - 01,04” 设置悬念 ，引发学生兴趣。 l 游戏 看谁能能让两个磁铁吸到一起游戏规则： ①不能触碰磁铁 ②不能左右摇晃木板 学 生参 与游 戏。 幻灯片展示游戏规则
体 重 秤 上 下 蹲 实 验 01 ,04” - 02 ,23” 通过互动实验和问题思考 ，为本节课内容的展开做铺垫。 l 体重秤上下蹲实验 思考与讨论： 站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。 当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？ 学 生上 台参 与实验 利用智能 黑板的投 影仪在大 屏幕上显 示体重秤示 数 变化 ，使得 所有学生 都可以观 察到实验现象。
重 力 的 测 量 重 力 测 量 的 方 法 一 02 ,24” - 05 ,20” 1. 明确重力测量的第一种方法：公式法。 2. 回顾如何使用手 机 APP phyphox 测量 当地重力加速度 ，为后面再次使用此APP 测超重失重 加 速 度 做 准备。 l 重力测量的方法一 ：公式法 G=mg操作方法： 1.先测量物体做自由落体运动的加速度 g； 2.再用天平测量物体的质量； 3.利用牛顿第二定律可得 ：G ＝mg 投屏演示 ：用手机APP phyphox 测当地重力加速度 生 察 师 演 实 学 观 老 的 示 验 利用手机投 屏 功能 ，把手机 APP phyphox的界面投屏到智慧黑板上 ，学生可以观察到加速度曲线和数值。
重 力 测 量 的 方 法 二 05 ,21” - 07 , 10” 1. 明 确 重 力测量 的 第 二 种 方法 ：利用平衡条件； 2. 让 学生 通 过受力分析并结合牛顿第三定律明确体重计示数的含义。 l 重力测量的方法二 ：利用平衡条件操作方法： 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。 思考与讨论： 为什么测力计的示数反映了物体所受的重力大小？ 1.测力计的示数最直接测量的是什么力的大小？ 2.为什么物体的重力和台面所受压力大小相等？ 生 论 回 学 讨 并 答 幻灯片动画引导学生逐步思考。
视 重 和 实 重 07 , 11” - 08 ,04” 1. 明确 “视重 ”和“ 实重” 的含义 2. 引 出超重和失重概念。 l 视重和实重 视重：测力计的示数，反映的是人对测力计的拉力或压力大小。 实重 ：物体实际受到的重力大小。 问题与思考 1.视重一定等于实重吗？ 2.视重与实重相等的条件是什么？ 3.视重与实重不相等时我们称之为什么现象？ 学 生思 考并 回答 问题。
超 重 和 失 重 超 重 和 失 重 的 定 义 08 ,04” - 08 ,52” 明确超重和失重概念 l 超重和失重的定义 1. 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。 视重 > 实重 2. 失重 ： 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。 视重 < 实重 学 生 回 答 超 重 和 失 重 定义。
分 组 活 动 08 ,53” - 10, 16” 初步观察超重和失重现象 l 利用弹簧测力计观察超重和失重 两位同学一组，观察下蹲和起立时弹簧测力计示数的变化。 学 生分 组活动
利 用 力 传 感 器 观 察 超 重 和 失 重 10 , 17” - 12, 14” 利用力传感器和DISLab 软 件 演示超重和失重时拉力 F 的变化情况，让学生更直观地理解超重和失 重 的 物 理 内涵。 l 利用力传感器观察超重和失重 手拿挂有重物的力传感器，完成下蹲和站起动作，请根据所得图像分析两个过程中物体的超重和失重的情况。 学 生观 察老 师实 验 ，并 回答 问题。 应用力传感 器 和DISLab 电脑软件 在智慧黑 板上实时显 示 F-t图像 ，使 得数据可 视化 ，帮 助学生更 直观理解 超重和失 重现象。
小 组 探 究 12, 15” - 18,03” 观察人下蹲和站立过程中的体重秤示数变化，探究超重和失重的条件。 l 小组探究 1. 观察人下蹲和站立过程中的体重秤示数变化，并完成下面的表格。 运 动 状态速 度方向加速度方向视 重 与 实重关系超 重 失重下蹲站立
2. 分析表格，超重和失重和速度和加速度方向有关吗？ 3. 结论：超重和失重由加速度方向决定，与速度方向无关。 a 方向向上，超重。a 方向向下，失重。 学 生分 组活 动 ，填 写表 格。 幻灯片内容引导学生进行小组探究 ，分组回答展示探究成果。
理 论 分 析 18,04” - 20,33” 应用牛顿第二定律推导超重失重条件。 l 理论分析 学 生 做 受 力 分 析 列 牛 顿 第 二 定 律 方程 学生上台利用幻灯片手写功能讲解理论推导过程。
手 机 APP 测 超 重 与 失 重时 a的 变 化 20,34” - 22, 19” 通 过 手 机 APP phyphox 测量超重和失重时的加速度 ，帮助学生理解超重和失重现象和加速度的关系。 l 手机APP Phyphox ：测超重与失重时 a 的变化 打开Phyphox 测量加速度功能，并把手机屏幕投屏到智慧黑板大屏幕上，手持手机快速下蹲和起立，大屏幕上可展示出加速度 a 的实时变化，最终得到 a-t 图像。 学 生观 察老 师实 验 ，并 回答 问题。 应用信息 化教学手 段 ，让学 生更直观 的观察到 超重和失 重时加速度 的 特点。 同时手机 APP的使用可 以增强学 生的学习兴趣。
电 梯 里 的 超 重 和 失 重 22,20” - 29,00” 1. 通 过 课 前 实验 ，提高学生自主探究能力； 2. 通 过 视 频 观看 ，让学生观察并理解电梯中的超 重 和 失 重 现象。 l 电梯里的超重和失重 播放学生课前自主探究时现场录制的实验视频。 1.观察电梯升降过程中体重秤示数的变化。 2.应用手机APP Phyphox 探究电梯升降时加速度的变化。 学 生观 看视 频 ，并 回答 视频 中学 生提 出的 问题。 视频为本班学生课前 自主拍摄 ，上课时播放视频可活跃课 堂 气氛 ，提高学生学习积极性。
例 题 29,01” - 31,55” 通过例题 ，让学生学会如何定量地解决生活中的超 重 和 失 重 问题。 【例题】设某人的质量为 60 kg ，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时 ，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。 学 生 解 答题 目 ， 并 上 台 讲解。
完 全 失 重 游 戏 31,56” - 34,28” 引 出完全失重的概念 l 游戏 看谁能让体重计的示数变得最小游戏规则： ①双脚不能离开体重计 ②身体各部位不许倚靠其他物体播放老师在健身房拍摄的视频。 学 生上 台参 与互 动 ，并 观看 视频。 1. 学 生 上台与老师 互 动时，采用iPad 投屏的方式， 让全体同 学都能观 察到示数变化； 2. 视 频 为老师在 健身房拍 摄 ，使用 了慢镜头 拍摄 ，可 清楚地观 察体重计示 数 变化。该视 频可激发 学生的学 习兴趣， 并培养学 生理论联 系实际的能力。
完 全 失 重 的 概 念 和 理 论 推 导 34,29” - 35,41” 明确完全失重的概念、特点及理论推导。 l 完全失重的概念和理论推导 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零 的情况称为完全失重现象。 特点 ：a = g mg － FN = ma FN = mg － ma = 0 学 生听 讲并 回答 老师 的问 题。 针对上 一环节视频中的老师为研究对象进行分析 ，学生更 易 理解。
用 力 传 感 器 演 示 完 全 失 重 35,42” - 36,37” 进一步熟悉信息技术在物理中的应用 ，并验证完全失重状态时视重为零。 l 用力传感器演示完全失重 老师用力传感器挂着重物，然后从高处自由释放，用电脑软件记录拉力大小的变化图像。 学 生观 察实 验并 回答 问题。 再次应用 力传感器和 DISLab 电脑软件 在智慧黑 板上实时显 示 F-t图像 ，学 生可清晰 地观察到 重物在 自 由下落过 程中对力 传感器的拉 力 为零。
水 瓶 下 落 实 验 36,38” - 38, 13” 1. 通过趣味性实验 ，激发学生学习兴趣，活跃课堂氛围； 2. 引导学生使用所学知识解释生活中的现象。 两位同学上台和老师共同完成实验。两名同学明对面站立，扎孔水瓶从中间自 由落下。然后播放学生课前录制的水瓶下落实验慢镜头。 提出问题：在盛水的水瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水不会从小孔流出，这是为什么？ 学 生上 台参 与实 验 ，并 观看 视频 ，回 答问 题。 视频为学生在课前探究时拍摄 ，并应用 了慢镜头处理 ，可以让同学们更清楚地看到水瓶在 自由下落过程中水不会从小孔喷出。
答案： 当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对以下部分的水的没有压力，小孔没有水流出。
解 释 磁 铁 吸 引 实 验 38, 14” - 38,59” 回扣课堂引入的实验 ，解决预留悬念，首尾呼应。 l 解释磁铁吸引实验 重新做磁铁吸引实验并解释其物理原理。 学 生用 本节 知识 回答 实验 原理。
太 空 中 的 失 重 39,00” - 41 ,37” 了解太空中的失重现象，培养学生爱国情操 ，增强民族自豪感。 l 太空中的失重 播放“天宫课堂”物理实验集锦视频。 学 生观 看视 频。 学生对太 空探索和 实验充满 好奇 ，通 过观看视 频 ，能帮 助学生理 解失重现 象 ， 同时 能够增强 他们对物 理学习 的 兴趣 ，培 养了他们 的科学探 究精神。
课 堂 总 结 与 作 业 课 堂 总 结 41,38” - 42,58” 总结本节课所学的知识，帮助学生建立知识框架。 和 老师 一起 总结。
课 后 作 业 42,59” - 43,23” 帮助学生在课后进一步应用和巩固所学知识，培养学生的自主学习能力。 1.通过互联网等获取信息，找到三个超重与失重在各个领域的应用； 2.下载手机 APP ：Phyphox 体验起跳、电梯运行等实验，并解释加速度图像； 3. 复习知识要点，完成课后题 P112 完 成课 后作 业。 学生学会使用 APP Phyphox，体验在生 活中科学 探究的乐趣。
六、教学流程图