【教案】超重與失重(第1課時)+教學(xué)設(shè)計高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

課題4.6《超重與失重》(第1課時)課型新課授課教師核心素養(yǎng)目標(biāo)1.物理觀念：這一節(jié)很好的體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)“運(yùn)動與相互作用觀念”，通過理解超重和失重的概念，探究超重和失重的相關(guān)因素及其實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)問題的能力，通過觀察、記錄和分析得出結(jié)論的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屠碚撏茖?dǎo)能力。以此提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。2.科學(xué)思維：通過對乘坐電梯“模型建構(gòu)”為豎直方向的直線運(yùn)動，通過分析表格中的因素“科學(xué)推理”超重與失重的決定因素，并且用受力分析“科學(xué)論證”為什么會出現(xiàn)超重、失重現(xiàn)象，對結(jié)論合理的“質(zhì)疑創(chuàng)新”。3.科學(xué)探究：通過快速上提重物、“大力”分開書本、體驗(yàn)乘坐電梯、觀看天宮一號失重環(huán)境、釋放帶重物的卡紙圓筒等情景和實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，體會由現(xiàn)象到本質(zhì)來研究和認(rèn)識規(guī)律的過程，樹立科學(xué)思維，領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)探究和理論推導(dǎo)的魅力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：讓學(xué)生感受科學(xué)之美和科學(xué)精神，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識，領(lǐng)略我國科技發(fā)展的重要成果，從而增強(qiáng)愛國情感和民族自豪感，體會知識對于國家富強(qiáng)、民族發(fā)展甚至是人類進(jìn)步的重要作用。教學(xué)重點(diǎn)通過分析生活現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和理論推導(dǎo)探究超、失重現(xiàn)象及其相關(guān)因素和本質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)探究超重和失重現(xiàn)象的相關(guān)因素教學(xué)方法討論法，講授法學(xué)習(xí)方法討論法教學(xué)工具多媒體教學(xué)設(shè)備、幻燈片、教材教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容師生互動及互動意圖二次備課導(dǎo)入新課（3—5分鐘）電梯啟動和停下來的過程中，我們的感受有何不同呢？互動：鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)分析解決問題。從學(xué)生生活體驗(yàn)入手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。意圖：教師提出問題，學(xué)生思考，教師總結(jié)，并引出本節(jié)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。新課教學(xué)（15—20分鐘）一、超重和失重視頻觀察：電梯啟動、運(yùn)行、停下來的過程中，物體對懸掛物的拉力（或支持物的壓力）的變化情況。教師介紹:1.超重物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象。2.失重物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。問題：人站在體重計上下蹲時，為什么體重計的示數(shù)會變化呢？視重：體重計的示數(shù)。反映人對體重計的壓力。根據(jù)牛頓第三定律，人對體重計的壓力與體重計對人的支持力FN大小相等，方向相反。人在下蹲的過程中，先后經(jīng)歷加速、減速和靜止三個階段。加速階段：mg-FN=maFN=m（g-a）<mg即體重計的示數(shù)所反映的視重(力)小于人所受的重力。失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。減速階段：FN-mg=maFN=m（g+a）>mg超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象?？偨Y(jié)：1.物體處于超重與失重狀態(tài)時，物體的實(shí)際重力并未發(fā)生變化，只是視重變了。2.超重的運(yùn)動學(xué)特征：有向上的a（或加速度有向上的分加速度）。3.失重的運(yùn)動學(xué)特征：有向下的a（或加速度有向下的分加速度）。分析探究：分析電梯運(yùn)行中物體對托盤的壓力變化情況，并完成表格。猜測:超重和失重到底與哪些量有關(guān)？有什么運(yùn)動學(xué)特征呢?學(xué)生猜想:a或v提出問題:憑什么說超重和失重與你猜測的物理量有關(guān)?理論依據(jù)?學(xué)生分析討論回答問題（學(xué)生將結(jié)論填入表格第五列）。教師補(bǔ)充:電梯勻速上升，下降時，a=0，物體既不超重也不失重。電梯加速上升，減速下降時，a向上，物體處于超重。電梯加速下降，減速下降時，a向下，物體處于失重。因此超重失重與a有關(guān)。提出問題:超重與失重到底與a有什么關(guān)系?也就是說，把a(bǔ)的情況從這六個階段分析出來，從電梯六個階段的超重失重情況，并結(jié)合你猜測的物理量(a)的情況，尋找規(guī)律。提示:1先判斷a的情況(向上，向下，有無)。2.再找規(guī)律。學(xué)生分析，討論，總結(jié)得出結(jié)論:(板書)當(dāng)a向上時，發(fā)生超重現(xiàn)象當(dāng)a向下時，發(fā)生失重現(xiàn)象總結(jié)提高:1.超重和失重現(xiàn)象與物體運(yùn)動的速度方向和大小無關(guān)，只決定于物體的加速度2.a向上--超重 加速上升 減速下降a向下--失重加速下降減速上升（二）利用牛頓第二定律分析超重和失重(本質(zhì))(板書)取鉤碼為研究對象:當(dāng)a向上時 F>mg 根據(jù)牛頓第二定律 F-mg=ma F=mg+ma>mg根據(jù)牛頓第三定律，彈簧秤受到的拉力F'=F=mg+ma>mg發(fā)生超重現(xiàn)象當(dāng)a向下時 F<mg根據(jù)牛頓第二定律 mg-F=ma F=mg-ma<mg根據(jù)牛頓第三定律,彈簧秤受到的拉力F'=F=mg-ma<mg 發(fā)生失重現(xiàn)象這就是根據(jù)牛頓第二定律得到的超重和失重的原因。（三）完全失重分析失重現(xiàn)象，引出完全失重現(xiàn)象。問題一：彈簧測力計下掛著一個0.2kg的物體并以2m/s2的加速度上升時，求視重？問題二：若以2m/s2的加速度下降時，求視重？問題三：若物體下降的加速度為g時，求視重？引出概念：完全失重—下降時的加速度a=g互動：老師提出問題意圖：讓學(xué)生從書上找出內(nèi)容互動：師生一起討論意圖：讓學(xué)生理解超重失重互動：老師提出問題意圖：思考，回答，發(fā)表看法互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：學(xué)生通過生活體驗(yàn)，理解物理源于生活，并使學(xué)生增強(qiáng)應(yīng)用物理知識解決生活現(xiàn)象的意識，鞏固知識點(diǎn)互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：鞏固知識點(diǎn)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律，定量分析解決超重、失重問題的原理。互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：讓學(xué)生理解超重失重互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：讓學(xué)生理解超重失重互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：讓學(xué)生理解超重失重，完成計算題，并逐步掌握完全失重的概念，共同分析宇航員在太空中的完全失重現(xiàn)象。（三）課堂小結(jié)1、分析物體超重失重的條件2、完全失重概念：當(dāng)物體加速度向下，且大小等于g，則物體受到的支持力或?qū)覓煳锏睦Φ扔诹愕默F(xiàn)象。課堂小結(jié)（2分鐘）鞏固訓(xùn)練鞏固訓(xùn)練（10—12分鐘）1.關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是（D）A．超重就是物體受的重力增加了。B．失重就是物體受的重力減小了。C．完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了。D．不論超重或失重物體所受重力是不變的。2.下列說法正確的是（B）A．電梯正在減速上升，在電梯中的乘員處于超重狀態(tài)。B．蹦床運(yùn)動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)。C．舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)。D．游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)。3.設(shè)某人的質(zhì)量為60kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，求：（1）當(dāng)電梯以0.25m/s2的加速度勻加速上升時，人對電梯的壓力。（2）當(dāng)電梯以0.25m/s2的加速度勻減速上升時，人對電梯的壓力。作業(yè)布置（分層）作業(yè)布置（1分鐘）基礎(chǔ)作業(yè)：選做作業(yè)：板書設(shè)