物理：4.6《超重和失重》教案（2）（粤教版必修1）

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超重与失重
一、确定教学“三维”目标
a知识与技能
1、了解超重和失重现象
2、理解超重和失重的原因
3、知道完全失重现象
b过程与方法
1、观察并感受超重和失重现象
2、经历探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用
c情感态度与价值观
1、通过探究性学习，培养学生的兴趣
2、用科学的观点解释身边的物理现象
二、分析教学内容、确定重点问题
超重与失重是牛顿第二运动定律与生活常见现象的结合应用，教学中应多与生活现象联系，重点是分析出力与运动的密切关系。
三、创设问题情境
演示用弹簧称和台称称物体的重力。
[提问]弹簧称是怎样称出物体的所受重力的？
让学生通过分析讨论，加深对平衡条件、作用力与反作用力的理解。
弹簧称：平衡时，物体所受的重力跟弹簧称给物体的拉力大小相等、方向相反。而弹簧称读出来的数值跟其受到拉力对应，根据作用力与反作力原理，弹簧称受到的拉力与弹簧称给物体的拉力相等，所以弹簧称能读出物体所受到重力对应的数值。
[提问]称同一个物体时，弹簧称的读数会不会发生变化？
先让学生思考，然后做演示：在下面三情况下用弹簧称物体，同学观察读数有没有变化。
a匀速； b加速向上； c加速向下。
同学可以观察到弹簧称的读会比物体实际的重量或大或小，这样就可以引出课题，同时对超重与失重有初步的了解：
超重：用工具称物体时，读数超过了物体原来的重量；
失重：用工具称物体时，读数比物体原来的重量小，好像失去了一部分重量。
四、设计和选择指导学生探究的教学策略
[提问]在上面三种情况下，哪些还满足平衡条件，哪些不满足平衡条件？如何从受力角度分析弹簧称读数变大或变小的原因？
a匀速：还满足平衡条件，所以弹簧称读数不变。
b加速向上：从运动学知识知道：加速度是向上的，而从牛顿第二定律分析，物体所受合外力跟加速度方向一致向上，重力不变，而弹簧称对物体的拉力变大，即弹簧称受到的拉力变大，所以其读数比物体原来的重量大，属于超重。
c加速向下：加速度是向下，物体所受合外力向下，弹簧称对物体的拉力变小，其读数比物体原来的重量小，属于失重。
类比弹簧称，让学生分析台称的工作原理，然后提出问题：用台称称物体的重量时也会出现超重或失重的现象吗？
[提问]同学们坐升降机有何感受？(讨论、交流感受)
刚上升：会感觉到心突然往下沉；
刚下降：感觉到心好像悬起来一样。
为什么会出现这种感觉呢？请同学感觉下面实验。
过 程 运动情况 方向 方向 合外力方向 比较支持力、重力 超重或失重
上升 加速 N G
匀速 N G
减速 N G
下降 加速 N G
匀速 N G
减速 N G
在靠着讲台边缘铺一层比较厚的海绵，请一位同学闭着眼睛经历两个过程：从海绵上走到讲台和从讲台走到海绵上，然后说出感受。可以体会到：从厚海绵走到讲台的感受与在刚上升的电梯中一样：心沉一下；从讲台走到厚海绵上的感受与在刚下降的电梯中一样：心悬一下。分析原因：
a从厚海绵走到讲台：人受到支持力突然变大。这跟人站在刚上升的电梯中的受力情况是一样的。
b从讲台走到厚海绵：人受到的支持力突然变小。这跟人站在刚下降的电梯中的受力情况是一样的。
由此可以推断出，如果在电梯中用台称称一个人的重量也同样会出现超重或失重现象。
五、设计和选择指导学生完善知识结构的教学策略
让学生分析和填写下表格：
填写该表格比较符合认识过程：
电梯上升或下降：从静止到运动，属于加速；然后匀速；接着从运动到静止，属于减速。
判断方向：与物体运动方向一致。
判断方向：a加速：与初速度方向一致；b匀速：加速度为零；c减速：与初速度方向相反。
判断合外力方向以及比较支持力与重力大小关系：根据牛顿第二定律。
判断超重或失重：支持力大于重力属于超重；支持力小于重力属于失重。
[提问]超重或失重跟哪个物理量有关？
目的为了让学生学会归纳总结。
加速上升
向上{ 合外力向上N > G超重
减速下降
加速下降
向下{ 合外力向下N < G失重
减速上升
[提问]超重是物体的重量变大，失重是物体重量变小吗？
经过上面分析，完整归纳超重和失重的定义：
超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力；
失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力。
[提问]人站在台称上，蹲下和站起两个过程，台称的读数怎样变化？
让一位学生在台称上做上面动作，验证自己结论是否正确。运用上面的分析方法，加深对超重与失重的理解。
[提问]用弹簧称称物体时，放手让其做自由下落，这时读数为多少？
做演示实验，观察分析，得出完全失重的定义：
完全失重：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，这种情况是失重的极限，称为完全失重。
六、对教学设计的反思
到这里，本节课的设计思路已基本形成，即：学生主观感受→分析→得出概念→加深理解。让学生用探究的方法，切身体验过程，应当是学生掌握超重与失重的最有效途径。
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