2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第六節(jié) 超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì) 教科版必修1

2024-2025學(xué)年高中物理第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第六節(jié)超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì)教科版必修1科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第六節(jié)超重與失重教學(xué)設(shè)計(jì)教科版必修1教學(xué)內(nèi)容分析嗨，親愛的同學(xué)們，今天我們來一起探索物理世界的奇妙——牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的“超重與失重”。這節(jié)課，我們聚焦于教科版必修1第三章的“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”部分，重點(diǎn)解讀“超重與失重”這一概念。同學(xué)們，你們有沒有想過，為什么有時(shí)候我們會(huì)覺得電梯上升時(shí)特別重，而下降時(shí)又覺得輕飄飄的？這背后的原理，就是我們今天要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們不僅能更好地理解生活中的物理現(xiàn)象，還能提升解決實(shí)際問題的能力哦！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.**科學(xué)思維**：通過分析超重與失重現(xiàn)象，提升對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、分析和解釋能力。

2.**科學(xué)探究**：通過實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合，學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。

3.**科學(xué)態(tài)度與責(zé)任**：認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在技術(shù)發(fā)展和日常生活中的重要性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

4.**科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境**：理解超重與失重現(xiàn)象在航空、航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，增強(qiáng)科技與生活相連的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)者分析1.**學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)**：在進(jìn)入本節(jié)課之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓第一定律和第二定律，對(duì)力的概念、質(zhì)量、加速度等基礎(chǔ)物理量有了初步的認(rèn)識(shí)。此外，他們可能對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)單機(jī)械運(yùn)動(dòng)有一定的了解。

2.**學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格**：高中生的學(xué)習(xí)興趣通常較為廣泛，對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心較強(qiáng)。他們的學(xué)習(xí)能力也相對(duì)成熟，能夠通過閱讀、討論和實(shí)踐等多種方式學(xué)習(xí)新知識(shí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好理論分析，有的則更傾向于實(shí)驗(yàn)操作，有的則喜歡通過小組合作來學(xué)習(xí)。

3.**學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)**：部分學(xué)生可能在理解加速度和力的關(guān)系時(shí)遇到困難，特別是在區(qū)分超重和失重時(shí)的動(dòng)態(tài)分析上。此外，對(duì)于非慣性參照系下的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的理解也可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)操作能力不足的學(xué)生可能會(huì)在設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到障礙。因此，教學(xué)中需要注重幫助學(xué)生建立正確的物理模型，并通過多樣化的教學(xué)方法來克服這些困難。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都配備了教科版必修1的物理教材，特別是第三章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”部分。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與超重與失重相關(guān)的圖片、圖表、動(dòng)畫視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象物理概念的理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備天平、彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示和支持理論教學(xué)。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行，同時(shí)為學(xué)生提供充足的空間進(jìn)行互動(dòng)和討論。教學(xué)過程一、導(dǎo)入（約5分鐘）

1.激發(fā)興趣：同學(xué)們，你們有沒有坐過電梯？有沒有覺得在電梯上升或者下降時(shí)，自己的體重會(huì)有變化？今天我們就來揭開這個(gè)神秘的現(xiàn)象——超重與失重。讓我們一起探索其中的奧秘吧！??

2.回顧舊知：在進(jìn)入新課之前，我們先回顧一下之前學(xué)過的牛頓第一定律和第二定律，這些定律將會(huì)幫助我們更好地理解超重與失重現(xiàn)象。

二、新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

1.講解新知：

-首先，我會(huì)詳細(xì)講解超重與失重的概念，包括它們是如何產(chǎn)生的，以及它們?cè)谏钪械木唧w表現(xiàn)。

-接著，我會(huì)通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如乘坐電梯、乘坐飛機(jī)等，來幫助學(xué)生理解這兩個(gè)概念。

2.舉例說明：

-通過電梯上升和下降的實(shí)例，展示超重和失重現(xiàn)象。

-結(jié)合飛機(jī)起飛和降落的過程，解釋飛機(jī)乘客在失重狀態(tài)下的感受。

3.互動(dòng)探究：

-引導(dǎo)學(xué)生分組討論，探討超重與失重現(xiàn)象背后的物理原理。

-設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自體驗(yàn)超重與失重，加深對(duì)知識(shí)的理解。

三、鞏固練習(xí)（約20分鐘）

1.學(xué)生活動(dòng)：

-分組進(jìn)行練習(xí)，每組選擇一個(gè)與超重或失重相關(guān)的實(shí)際情境，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

-學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，分析情境中的物理現(xiàn)象，并嘗試解釋原因。

2.教師指導(dǎo)：

-巡視各組，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和討論情況，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助。

-針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，進(jìn)行針對(duì)性的講解和示范。

四、總結(jié)與拓展（約10分鐘）

1.總結(jié)：

-引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)超重與失重現(xiàn)象的物理原理。

-強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中觀察物理現(xiàn)象。

2.拓展：

-提出一些與超重和失重相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-分享一些相關(guān)的科學(xué)新聞或視頻，激發(fā)學(xué)生的興趣，拓展他們的知識(shí)面。

五、課后作業(yè)（約10分鐘）

1.完成課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.收集生活中與超重和失重相關(guān)的實(shí)例，下節(jié)課分享。教學(xué)資源拓展1.**拓展資源**：

-**牛頓運(yùn)動(dòng)定律的歷史背景**：介紹牛頓運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)過程，包括伽利略的實(shí)驗(yàn)和牛頓的思考，以及這些定律對(duì)物理學(xué)發(fā)展的影響。

-**失重現(xiàn)象在航天領(lǐng)域的應(yīng)用**：探討失重對(duì)宇航員生理和心理的影響，以及如何在太空中維持宇航員的健康。

-**超重與失重實(shí)驗(yàn)案例**：收集和分析歷史上著名的超重與失重實(shí)驗(yàn)，如牛頓的蘋果實(shí)驗(yàn)、阿波羅計(jì)劃中的失重實(shí)驗(yàn)等。

-**日常生活中的超重與失重實(shí)例**：收集日常生活中常見的超重與失重現(xiàn)象，如乘坐電梯、過山車等。

2.**拓展建議**：

-**歷史探究**：鼓勵(lì)學(xué)生通過圖書館或互聯(lián)網(wǎng)查找資料，了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的歷史發(fā)展，以及這些定律是如何被發(fā)現(xiàn)的。

-**科學(xué)實(shí)踐**：建議學(xué)生參與或設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，如使用滑輪系統(tǒng)來觀察超重與失重現(xiàn)象，或者模擬飛機(jī)起飛和降落過程中的失重體驗(yàn)。

-**跨學(xué)科學(xué)習(xí)**：引導(dǎo)學(xué)生思考超重與失重現(xiàn)象在其他學(xué)科中的應(yīng)用，如生物學(xué)中的重力對(duì)生物體的影響，或者工程學(xué)中如何設(shè)計(jì)能夠承受超重環(huán)境的建筑和機(jī)械。

-**科技前沿**：推薦學(xué)生關(guān)注最新的科技動(dòng)態(tài)，了解超重與失重技術(shù)在現(xiàn)代科技發(fā)展中的應(yīng)用，如空間站的設(shè)計(jì)、地震預(yù)警系統(tǒng)等。

-**案例分析**：通過分析具體的案例，如航空事故中的失重現(xiàn)象，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用物理知識(shí)解釋實(shí)際生活中的復(fù)雜問題。

-**科普文章**：推薦閱讀相關(guān)的科普文章或書籍，如《牛頓的蘋果》等，以更深入地理解物理學(xué)的基本原理和科學(xué)家的研究方法。教學(xué)反思這節(jié)課下來，我對(duì)自己的教學(xué)效果有了一些思考。首先，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)做得不錯(cuò)，通過電梯的例子，學(xué)生們很快就對(duì)超重與失重現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣。他們積極參與討論，這讓我很高興，因?yàn)檫@說明我找到了激發(fā)他們學(xué)習(xí)動(dòng)力的方法。

然后，在新課呈現(xiàn)環(huán)節(jié)，我注意到學(xué)生們對(duì)超重與失重概念的理解還是有點(diǎn)吃力的。尤其是在動(dòng)態(tài)分析方面，他們很難將抽象的概念與實(shí)際現(xiàn)象聯(lián)系起來。這讓我意識(shí)到，我在講解新知時(shí)可能需要更加注重直觀性和實(shí)例的運(yùn)用。比如，我可以用更多的動(dòng)畫或者視頻來展示電梯上升和下降時(shí)的受力變化，這樣可能更容易讓他們理解。

在互動(dòng)探究環(huán)節(jié)，我看到了學(xué)生們積極參與的身影，他們通過實(shí)驗(yàn)和討論，對(duì)超重與失重的原理有了更深的認(rèn)識(shí)。但也有一些學(xué)生顯得比較被動(dòng)，這可能是因?yàn)樗麄兊膶?shí)驗(yàn)操作技能不足，或者是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)缺乏足夠的興趣。因此，在今后的教學(xué)中，我需要更多地關(guān)注這些學(xué)生的需求，提供更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)和指導(dǎo)。

鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生們通過小組合作，嘗試將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中，這是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)過程。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生自己動(dòng)手解決問題時(shí)，他們的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。所以，我打算在接下來的教學(xué)中，更多地設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

在教學(xué)過程中，我還發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。例如，我在講解超重與失重現(xiàn)象時(shí)，可能過于依賴?yán)碚摲治?，而忽略了學(xué)生的直觀感受。我覺得以后可以多設(shè)計(jì)一些直觀的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在“看”和“做”中學(xué)習(xí)。

此外，我還意識(shí)到，教學(xué)不僅僅是傳授知識(shí)，更是激發(fā)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。在今后的教學(xué)中，我會(huì)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力，鼓勵(lì)他們提出問題、解決問題。

最后，我想說的是，教學(xué)是一個(gè)不斷反思和改進(jìn)的過程。今天的這節(jié)課讓我看到了自己的不足，也讓我對(duì)未來充滿了期待。我相信，通過不斷的努力和反思，我能夠更好地幫助學(xué)生掌握物理知識(shí)，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。課后作業(yè)1.**實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題**：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證電梯在加速上升和下降時(shí)的超重和失重現(xiàn)象。要求說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)記錄和分析方法。

**答案示例**：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證電梯在加速上升和下降時(shí)的超重和失重現(xiàn)象。

-原理：根據(jù)牛頓第二定律，電梯的加速度會(huì)影響乘客所受的支持力。

-器材：電梯、體重計(jì)、計(jì)時(shí)器、記錄紙。

-步驟：1.乘客站在體重計(jì)上，記錄靜止時(shí)的讀數(shù)。2.電梯加速上升，記錄體重計(jì)讀數(shù)和加速度。3.電梯加速下降，記錄體重計(jì)讀數(shù)和加速度。4.分析數(shù)據(jù)，計(jì)算支持力與重力的比值。

2.**應(yīng)用題**：

一個(gè)人在電梯中，電梯突然從靜止開始加速上升，人的體重計(jì)讀數(shù)從500N增加到600N。求電梯的加速度。

**答案示例**：

-根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，其中F是支持力，m是質(zhì)量，a是加速度。

-支持力F=600N，重力G=500N，質(zhì)量m=G/g=500N/9.8m/s2≈51kg。

-加速度a=(F-G)/m=(600N-500N)/51kg≈0.95m/s2。

3.**比較題**：

比較以下兩種情況下的加速度：一個(gè)人站在靜止的電梯中，電梯突然加速上升；一個(gè)人站在靜止的升降機(jī)上，升降機(jī)突然加速下降。

**答案示例**：

-在兩種情況下，加速度的大小相同，都是由于電梯或升降機(jī)的加速度引起的。不同的是，在電梯中，加速度方向向上，導(dǎo)致超重；而在升降機(jī)中，加速度方向向下，導(dǎo)致失重。

4.**分析題**：

解釋為什么在飛機(jī)起飛和降落時(shí)，乘客會(huì)感覺到失重。

**答案示例**：

-在飛機(jī)起飛和降落時(shí)，飛機(jī)的加速度方向與重力方向相反。當(dāng)飛機(jī)加速上升時(shí)，乘客受到的支持力小于重力，因此感覺到失重；當(dāng)飛機(jī)減速下降時(shí)，同樣由于加速度方向與重力方向相反，乘客也會(huì)感覺到失重。

5.**計(jì)算題**：

一個(gè)物體在地球表面受到的重力是10N，如果它被帶到月球表面，它的重力會(huì)是多少？

**答案示例**：

-月球的重力加速度約為地球的1/6，因此物體在月球表面的重力是10N*(1/6)≈1.67N。內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-超重現(xiàn)象：物體所受的支持力大于其重力的現(xiàn)象。

-失重現(xiàn)象：物體所受的支持力小于其重力的現(xiàn)象。

-非慣性參照系：相對(duì)于加速度變化