4.7 用牛顿定律解决问题（二）
--------超重、失重 导学卡
解决问题1：什么是超重（失重）现象？
超重：
失重：
解决问题2：什么情况下会出现超重（失重）现象？
实验记录：
解决问题3：为什么会出现超重和失重现象？---动力学特征
超重状态：
失重状态：
完全失重的条件：
实践运用：一个质量为70kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时，电梯以3 m/s2的加速度匀减速下降，求这时他对电梯地板的压力。（取g=10 m/s2 ）
用牛顿定律解决问题（二）----超重与失重 陶善宽
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道超重和失重的概念。
2．知道产生超重、失重现象的条件
3．能够运用牛顿运动定律分析、解决超重和失重问题。
（二）过程与方法
1．使学生掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法；
2．使学生体验通过实验和理论分析探究超重和失重现象的过程。
（三）情感态度与价值观
1．渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
2．培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。
二、教学重难点
重点：超重、失重状态的动力学分析
难点：对“超重”“失重”和“完全失重”的理解
三、教学媒体运用
1．体重计、弹簧秤、钩码、底部侧面开有小孔的塑料瓶、水
2．多媒体。
四、教学方法
1．创设情景——导入目标一一分析推理——归纳总结一一根据理论提出猜想——实验 验证。
2．通过实例分析、强化训练，使学生能够更加熟练地运用牛顿运动定律解决问题。
五、教学过程
（一）创设情境引入新课
【实验1】用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提。
【引导学生思考】弹簧秤指针变化，说明了什么？
【实验2】指导学生完成实验：
1、甲站在体重计上静止，乙说出体重计的示数。
2、甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化？怎样变化？（乙说出示数的变化情况）
【引导学生思考】难道该学生的体重发生了改变？
（二）新课教学
解决问题1：什么是超重（失重）现象？
引导学生一起分析实验1和实验2的现象。
教师归纳：弹簧秤的拉力大于钩码的重力以及人对秤的压力大于人的体重，这些都是超重现象。 【板书】超重 F拉（或F压）> G
要求学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。
要求学生分析实验2中的失重现象。
【板书】失重 F拉（或F压）< G
解决问题2：什么情况下会出现超重（失重）现象？
实验探究：什么情况下会出现超重（失重）现象？
向上的运动就一定产生超重，向下的运动就一定产生失重吗？
【引导学生做实验3】站在体重秤上，仔细观察，体重秤的示数如何变化，并描述观察到的实验现象。
引导学生注意观察：
①静止时秤的示数；
②下蹲过程中秤的示数的变化；
③站起过程中秤的示数的变化。
师生共同分析，上述实验现象说明：出现超重还是失重现象并不是取决于速度的方向。
【引导学生讨论】出现超重还是失重现象究竟取决于什么因素呢？
【提示1】上升过程可以分为哪两个阶段？（初速为零，末速为零，中间速度不为零）
【提示2】比较超重现象所对应的两种运动情况在本质上有什么共同点？
综合学生分析，做出示意图如下。
【板书】超重 a向上
失重 a向下
视频：电梯上升与下降过程中的 超、失重
解决问题3：为什么会出现超重和失重现象？
理论分析：为什么会出现超重和失重现象？
引导学生运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重现象和失重现象中的物体进行分析。
【分析】在超重和失重现象当中物体实际重力是否发生改变，为什么？
【板书】
超重状态：
F-mg=ma F=mg+ma F>mg
失重状态：
mg- F =ma F=mg-ma F可见，在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。改变的是外界对物体的压力（或拉力），即物体的“视重”发生变化。
完全失重状态： a = g（向下） F压 = 0
实践应用
1．演示实验：喷水失射现象
2．播放宇航员超重失重的视频录像。
3．例题讲解
小结并布置作业
学生小结：
在超重和失重现象中，物体实际重力并没有发生改变。
超重状态：物体加速度向上（加速上升或减速下降），F=mg+ma
失重状态：物体加速度向下（加速下降或减速上升），F=mg-ma
完全失重状态： a = g（向下） F压 = 0
作业：
用牛顿定律解决问题（二）
超重和失重
超重： F拉（或F压）> G F-mg=ma F=mg+ma F>mg
失重：F拉（或F压）< G mg- F =ma F=mg-ma F 完全失重时 a = g（向下） F = 0
用牛顿定律解决问题（二）
教学反思 ----------- 陶善宽
一、教材分析
自从实现载人航天，人类经常会提到“超重、失重”这两个词，本堂课就来给学生介绍什么是超重和失重，并且揭示超重、失重的本质，并且通过学习超重、失重来引导学生解决生活中的一些实际问题。教材 4.7 用牛顿定律解决问题（二）一节包括三个方面内容：共点力的平衡，超重、失重，从动力学看自由落体运动，内容比较多，如果40分钟内全部讲完，学生接受起来比较困难，所以我做了处理，本节课只讲超重、失重。实践证明，这样处理学生接受的非常好。
二、学生分析
之前学生在电视、报纸、杂志上经常会看到“超重、失重”这两个词，并且在他们学了“重力”这个概念后，就会误以为“超重”就是物体重力的增加，“失重”就是物体重力的减少。本节课的主要目的就是要纠正学生这种错误的思想观念，让他们重新认识什么是超重、失重现象，超重、失重的本质是什么。
三、教学设计回顾
在这节课的设计上，我想突出学生主体特征，在学生原有知识结构的基础上，通过情景、问题、实验、体验、合作、自主、交流等教学元素，注重探究式学习过程，设置导学卡，让学生构建关于超重和失重的新知识并注意知识目标的落实，紧扣课程标准要求，达成预定的三维教学目标。
在具体的教学中注重创设问题情境，激发疑问，有效导学。课题引入阶段，通过简单器材设计的两个实验，在很短的时间里，有效地激发出贯穿本节课的三个问题：什么是超重（失重）现象？什么情况下会出现超重（失重）现象？为什么会出现超重和失重现象？对这三个问题的分析和解决便构成了整节课的逻辑主线，从而得以有效实施学习。导学卡的使用使本节课的主线更加清楚。
为了提高学生学习的兴趣，我在课前找了大量的视频、图片资料，还利用数码相机拍摄了可乐瓶失重的现象，真实地再现了完全失重现象。从而使学生明确：超重不是重力增加，失重不是重力减少，完全失重并不是重力完全消失。物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力仍然存在且大小不变。
在分析超重和失重问题时，加速度是关键。物体的速度不能反映物体的受力情况，只有加速度才能反映物体的受力情况。应灵活运用牛顿第二定律和运动学的规律解题，必要时要用牛顿第三定律转换研究对象（在最后的练习题中有所体现）。
最后给学生介绍太空中的超重失重现象，利用完全失重条件进行的科学研究等，开阔学生的思路和眼见，也培养了学生对科学探索的兴趣爱好。
