課題：超重與失重授課教師：王姍姍授課年級：高一年級授課時間： 授課地點：高一五班教室教學目標：知識與技能：1. 通過視頻認識超重和失重現象，理解超重和失重的定義。2. 理解產生超重和失重現象的條件。3. 理解超重和失重現象的實質。4. 能運用牛頓第二、三定律定量分析超重和失重現象。過程與方法：1.通過觀看視頻和討論交流的過程，認識超重和失重現象并歸納總結出超重和失重現象的產生條件與實質，培養學生的觀察能力和歸納總結的能力。2.經歷探究產生超重和失重現象條件的過程，進一步學會運用牛頓運動定律解決實際問題的方法。情感、態度與價值觀：通過運用超重和失重知識解釋身邊的物理現象，讓學生學會觀察生活，激發學生的學習興趣，并認識到掌握物理規律是有價值的。教學重點：1.運用牛頓第二、三定律解釋超重和失重現象。2.理解產生超重和失重現象的條件。3.理解超重和失重現象的實質。教學難點：1. 理解超重和失重現象的產生條件和實質。教學資源：視頻、PPT、黑板教學過程：教學環節教師活動學生活動設計意圖環節一：復習舊知，準備新課 5分鐘 環節二：播放視頻，引入新課，初步認識超重和失重現象15分鐘環節三：引入生活情景，理解超重失重現象10分鐘環節四：隨堂練習，鞏固新知10分鐘問：之前已經學習了牛頓第二定律和牛頓第三定律，下面我們來看這樣一個問題：電梯以1.0m/s的速度豎直勻速上升，電梯地板對站在電梯里質量為60kg的人的支持力為_ N；如果電梯以0.5 m/s2的加速度加速上升，地板對人的支持力為_N；如果電梯以0.5 m/s2的加速度減速上升，地板對人的支持力又為_N。(g取10 m/s2)那么人對地板的壓力呢？在播放視頻之前，讓同學猜想如果在電梯中放入一體重計，一人站在體重計上，隨著電梯的運行，體重計的示數是否會發生變化？然后觀看視頻，認真觀察電梯中體重計示數的變化，并思考示數變化的原因。問：通過觀看視頻，電梯運行過程中體重計的示數是如何變化的？（引導學生與靜止時體重計的示數相比較）問：我們已經知道了在電梯運行過程中體重計的示數是如何變化的，這是否說明人的重力變了？為什么？（引導學生思考重力和哪些因素有關）問：既然人的重力沒變，那么體重計的示數為什么變化呢？體重計的示數直接體現了哪個力的大小？（引導：用手壓臺秤秤盤，其示數體現了手對臺秤的壓力大小；用手拉彈簧測力計，其示數體現了手的拉力的大小，）問：在什么情況下，體重計的示數才體現人的重力大小？（引導學生分析人的受力情況）小結：在靜止或勻速運動時，體重計的示數體現了人的重力大小。問：在電梯上升和下降過程中，體重計示數變化的原因。引導：在電梯上升過程中，將其分為加速上升，勻速上升和減速上升三個階段，分別從速度方向，加速度方向，示數N與重力G 的大小關系三個方面來分析。一、加速上升階段問：根據運動狀態，速度方向如何？加速度方向如何？取誰為研究對象？分析其受力情況，并根據牛頓第二、三定律分析示數變大的原因。小結：根據剛才的分析，N=G+maG物體對支持物的壓力大于物體所受重力的現象叫做超重。二、勻速上升階段（之前已分析）小結：物體對支持物的壓力等于物體所受重力的大小。三、減速上升階段問：分析體重計示數變小的原因。小結：根據分析，N=G-maG，物體對支持物的壓力小于物體所受重力的現象叫做失重。問：如果此時豎直向下的加速度a=g，體重計的示數是多少？小結：物體對支持物的壓力等于零的現象叫做完全失重。這就是我們這節課的主要內容：超重與失重引導：在電梯下降過程中，也將其分為加速下降，勻速下降和減速下降三個階段，仍分別從速度方向，加速度方向，示數N與重力G 的大小關系三個方面來分析。并想一想什么狀態下出現失重? 什么狀態下出現超重?（讓學生自己動手分析原因）讓學生自己設計表格，分別記錄電梯在上升和下降過程中的速度方向、加速度方向、壓力與重力的大小關系以及是否發生超重失重現象。問：大家是否曾經用彈簧秤測量物體的重力？你看到的彈簧秤讀數直接表示的是哪個力?物體的重力應該怎樣測量呢？小結：當物體處于靜止或勻速運動時，由于二力平衡，彈簧秤對物體的拉力大小等于物體的重力大小，再根據牛頓第三定律，物體對彈簧秤的拉力大小等于物體的重力大小，即可由彈簧秤讀書得出物體的重力。問：根據上一環節的學習，推測當物體加速上升、減速上升、加速下降、減速下降時，彈簧秤讀數如何變化？（與靜止或勻速運動時比較）這是否說明物體的重力變了？小結：當物體加速上升或減速下降時，加速度向上，根據牛頓第二定律，F-G=ma，根據牛頓第三定律，F=F=G+ma，即物體對彈簧秤的拉力大于物體重力；物體對懸掛物的拉力大于物體所受重力的現象叫做超重。當物體減速上升或加速下降時，加速度向下，同理，F=F=G-ma，即物體對彈簧秤的拉力小于物體重力；物體對懸掛物的拉力小于物體所受重力的現象叫做失重。而當a=g時，則F=0。物體對懸掛物的拉力等于零的現象叫做完全失重。問：通過剛才的學習，請同學們自己總結一下什么是超重現象？什么是失重現象？同樣讓學生自己設計表格，分別記錄物體在上升和下降過程中的速度方向、加速度方向、拉力與重力的大小關系以及是否發生超重失重現象。問：我們已經知道了超重和失重的定義，那么是否能這樣認為：向上的運動就一定產生超重，向下的運動就一定產生失重？（引導學生根據之前的兩個表格進行分析）既然超重和失重與速度方向無關，那么超重和失重現象取決于什么因素？小結：力與加速度直接相關聯，由于重力方向豎直向下，因而要發生超重失重現象，豎直方向必須要有加速度。只要加速度豎直向上，則發生超重現象；只要加速度豎直向下，則發生失重現象，與速度的方向無關。問：當物體處于超重或失重狀態時，物體的重力是否發生變化？小結：在地面附近，物體發生超重或失重現象時，只是物體對支持物的壓力或物體對懸線的拉力的增大或減小，是“視重”的改變，物體受到的重力不變。例1：一個人站在磅秤上，讀出體重為500N。在他忽然蹲下的過程中，磅秤上讀出的體重有無變化？為什么？如果此人又突然向上迅速站起來，磅秤上讀出的體重又有什么變化？例2：側面有一個洞的水瓶里面裝滿水，讓水瓶做自由落體運動，水會不會從洞中射出來？為什么？思考問題，回想牛頓第二定律，畫出受力分析圖，根據共點力平衡條件和牛頓第二定律分析解答。回想牛頓第三定律，并給出答案。認真觀看視頻，并積極思考。當電梯加速上升時，示數變大；勻速上升時，與靜止時示數相等；減速上升時，示數變小；加速下降時，示數變小；勻速下降時，同樣與靜止時示數相等；減速下降時，示數變大。重力沒變。根據G=mg，人的質量沒變，地球表面附近g也沒變，所以G沒變。可能難以回答人對體重計的壓力在二力平衡，即靜止或勻速運動時，人的重力與體重計對人的支持力大小相等，也就是與人對體重計的壓力大小相等。根據教師的引導積極思考原因速度向上，加速度方向向上人受重力和支持力根據牛頓第二定律N-G=ma，則N=G+ma。根據牛頓第三定律，人對體重計的壓力與體重計對人的支持力為一對作用力與反作用力，其大小相等，方向相反，且在同一直線上，即體重計的示數N=N=G+ma。初步認識超重現象N=N=G類比加速上升階段，N=N=G-ma。初步認識失重現象N=0，即體重計的示數為零。初步認識完全失重現象加速下降：失重勻速下降：實重減速下降：超重自行設計表格，注意觀察發生超重失重現象時的速度方向和加速度方向是否一致。物體對彈簧秤的拉力利用平衡條件，使物體保持靜止或勻速運動加速上升：變大減速上升：變小加速下降：變小減速下降：變大物體重力不變深入認識超重和失重現象超重：物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）大于物體所受重力的現象。失重：物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）小于于物體所受重力的現象。完全失重：物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）等于零的現象。自行設計表格，并與剛剛的表格進行對比。不能這樣認為當物體向上加速或向下減速時，會產生超重現象；當物體向上減速或向下加速時，會產生失重現象。超重和失重與速度方向無關。只與加速度方向有關；加速度向上，則超重；加速度向下，則失重。理解發生超重和失重現象的條件。物體的重力不變理解超重和失重的實質，只是“視重”的改變，而物體的重力不變。開始下蹲時，加速度豎直向下，失重，讀數變小；將要蹲下時，加速度豎直向上，超重，讀數變大。開始站起時，加速度豎直向上，超重，讀數變大；將要站起時，加速度豎直向下，失重，讀數變小。當瓶子自由下落時，瓶中的水處于完全失重狀態，小孔以上部分的水對以下部分的水的沒有壓力，小孔沒有水流出。復習牛頓第二定律和牛頓第三定律的應用，同時為新課教學中對超重與失重的解釋做理論儲備。使學生從生活實際出發對超重失重有一個初步的感性認識，了解“視重”與“實重”的區別，并培養學生觀察和歸納總結的能力。使學生知道體重計的示數體現了彈力的大小，是可以變化的，而重力是不變的，為突破超重和失重的實質做好鋪墊。在教師引導下，讓學生分析電梯上升過程的運動情況，列出表達式，并使學生初步認識超重和失重現象；當學生對于電梯上升過程清楚后，后面的下降過程直接請同學回答。在此基礎上，總結在電梯上升和下降過程中發生超重和失重現象時的速度方向和加速度方向，為理解超重和失重的產生條件打下基礎，同時培養學生的歸納總結能力。以生活情境的導入，使學生加深對超重和失重現象的認識，并切實理解超重和失重的定義。通過提問的方式，使學生深入理解發生超重和失重現象的條件和實質。鞏固本節課所學內容，理解超重和失重的定義、產生條件和實質。板書設計：超重和失重一超重和失重的定義：1.超重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現象2.失重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于于物體所受