2019-2020年高中物理 4.7《超重和失重》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 4.7《超重和失重》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修1 　　【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】 　　利用普通的實(shí)驗(yàn)器材（彈簧秤、鉤碼）及學(xué)生隨處可見的飲料瓶、易拉罐設(shè)計(jì)一堂能夠引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的新授課。本節(jié)課可以適合不同的學(xué)校，此種方法也可應(yīng)用在其它新授課中。本節(jié)課在設(shè)計(jì)時(shí)，回避了動(dòng)畫演示超、失重現(xiàn)象，而是盡量讓學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)，獲得真實(shí)的體驗(yàn)。一方面可以培養(yǎng)學(xué)生求真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，提高自主學(xué)習(xí)的能力；另一方面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，體驗(yàn)物理的研究方法。 　　本節(jié)課從生活實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)貼近學(xué)生生活的實(shí)驗(yàn)，以此為基礎(chǔ)，以探究為主線，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作、觀察來認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象，認(rèn)知物理過程，讓學(xué)生用生活化的語言表述觀察到的超、失重現(xiàn)象，探究物理規(guī)律，再引導(dǎo)學(xué)生將生活語言轉(zhuǎn)化成科學(xué)規(guī)范的物理語言闡述物理規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解并掌握物理概念與規(guī)律。經(jīng)過構(gòu)建從而獲得物理知識(shí)，形成技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　?。ㄒ唬┲R(shí)與技能 　　1．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。 　　2．能運(yùn)用牛頓第二、第三定律定量分析超重與失重現(xiàn)象。 　　（二）過程與方法 　　1．經(jīng)過探究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超重失重現(xiàn)象，通過教師引導(dǎo)、小組討論、再實(shí)驗(yàn)尋找超重失重現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。 　　2．用科學(xué)方法探究發(fā)生超重失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì)。 　?。ㄈ┣楦?、態(tài)度與價(jià)值觀 　　1．通過列舉一些身邊的超重失重例子和日常的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察生活，知道物理就在身邊。 　　2．培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，發(fā)展好奇心和求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，培養(yǎng)堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 　　【教學(xué)重點(diǎn)】 　　1．通過實(shí)驗(yàn)探究和小組討論，理解產(chǎn)生超重失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。 　　2．讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的要素：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估和交流與合作。 　　【教學(xué)難點(diǎn)】 　　1．超重、失重是一種假象，它不是重力的增加或減少，而只是物體對(duì)支持物的壓力或是對(duì)懸掛物的拉力發(fā)生了變化，物體的重力依然存在且大小不變。 　　2．引導(dǎo)學(xué)生提出問題，對(duì)問題的答案提出猜想與假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。 　　3．對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和描述，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。 　　【教學(xué)資源】 　　多媒體播放宇航員在太空里的生活 　　【教具】 　　彈簧秤和鉤碼（2人一組）、演示彈簧秤、飲料瓶、易拉罐。 　　【教學(xué)流程圖】 　　【教學(xué)過程】 　　將同學(xué)們分成小組，采用教師引導(dǎo)、小組討論、再實(shí)驗(yàn)的方式，進(jìn)行合作探究式教學(xué)。 　　利用物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象啟發(fā)學(xué)生提出問題 　　物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，正所謂“知識(shí)來源于生活，服務(wù)于生活”。（手拿易拉罐和飲料瓶）這是我們?cè)谏钪谐Ｒ姷囊桌藓惋嬃掀?，利用它們我們來做兩個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)（由學(xué)生演示） 　　小實(shí)驗(yàn)1： 　　一個(gè)盛滿水的易拉罐底部有一小孔，靜止在手中時(shí)，水會(huì)流出；如果突然松手，讓易拉罐自由下落時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？ 　　現(xiàn)象：當(dāng)易拉罐自由下落時(shí)，水不會(huì)流出。 　　小實(shí)驗(yàn)2： 　　一個(gè)盛滿水的飲料瓶，在底部鉆一個(gè)洞，靜止在手中時(shí)，水會(huì)流出；同學(xué)甲在講桌旁將瓶子拋給站在教室后面的同學(xué)乙，瓶子飛過同學(xué)們的頭頂，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？ 　　現(xiàn)象：水并沒有灑在同學(xué)們的身上。 　　根據(jù)你觀察到的現(xiàn)象你能提出什么問題：水流出的原因是什么？水停止流出的原因又是什么？ 　　因?yàn)橹亓Χ顾畬?duì)器壁產(chǎn)生了壓力，所以水會(huì)流出。實(shí)驗(yàn)中重力仿佛消失了，實(shí)際上是壓力消失了。 　　自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來，人們經(jīng)常談到超重和失重。讓我們來了解一下宇航員在太空里的生活吧！ 　　觀看視頻：宇宙中的超重與失重現(xiàn)象 　　提問： 　　1．宇航員在太空中的生活和我們有什么不同？ 　　答：在太空中可以自由漂浮；麻煩很多，吃飯得用軟管擠，喝水得用小管吸。 　　2．為什么會(huì)這樣呢？這是超重與失重現(xiàn)象。 　　3．生活中你聽說過超重或失重嗎？乘坐電梯，在游樂園里玩過山車。 　　4．關(guān)于超重和失重你想知道一些什么呢？ 　　學(xué)生提出問題：究竟什么是超重與失重呢？ 　　猜想與假設(shè)1：超重就是重力增大了，失重就是重力消失了。 　　制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 　　分小組探究： 　?。▽?shí)驗(yàn)）探究之一： 　　既然是和重力有關(guān)的現(xiàn)象，那么請(qǐng)用給定器材（彈簧秤、鉤碼），設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，得到鉤碼的重力大小。 　　進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)： 　　教師提問： 　　1．你看到的彈簧秤讀數(shù)（直接）表示的是什么力？ 　　物體對(duì)彈簧的拉力——視重（下定義） 　　提醒學(xué)生：將鉤碼的重力數(shù)值紀(jì)錄在紙上G=2．0N 　　2．請(qǐng)同學(xué)們討論后回答：你是怎樣測(cè)量鉤碼重力的？利用了哪些物理規(guī)律？ 　　學(xué)生：在鉤碼靜止時(shí)讀數(shù)，彈簧秤示數(shù)即為鉤碼的重力。 　　因?yàn)槲矬w靜止，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡得：G=F 　　又因?yàn)镕與F/是一對(duì)作用力與反作用力， 　　由牛頓第三定律得：F=F/ 　　所以 F/= G 　　小結(jié)：當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，視重等于物體的重力。 　　（實(shí)驗(yàn)）探究之二：由靜止聯(lián)想到運(yùn)動(dòng) 　　教師：物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，視重會(huì)發(fā)生變化嗎？試一試（教師做出上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生） 　　學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。 　　分析與論證：小組內(nèi)討論后回答： 　　1．你看到了什么現(xiàn)象？與鉤碼的重力進(jìn)行比較。 　　讀數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)候比剛才的讀數(shù)大，有時(shí)候小。 　　2．物體的重力變了嗎？地球作用在物體上的重力并沒有變化。 　?。▽?shí)驗(yàn)）探究之三：有目的的進(jìn)行探究 　　請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)剛才的實(shí)驗(yàn)，想辦法使彈簧秤的讀數(shù)大于物體的重力。 　　學(xué)生活動(dòng)：有的組使物體向上運(yùn)動(dòng)，有的組使物體向下運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)情況下都可以出現(xiàn)視重大于重力的現(xiàn)象。（向上運(yùn)動(dòng)的開始階段；向下運(yùn)動(dòng)的結(jié)束階段。） 　　注：注意觀察，如果有的同學(xué)擺動(dòng)彈簧秤（圓周運(yùn)動(dòng)），教師要給予學(xué)生充分肯定，并告訴學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)得到解釋。 　　定義超重現(xiàn)象： 　　物體對(duì)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。 　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析： 　　利用多媒體課件由學(xué)生分析物體在超重時(shí)的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律得到結(jié)論。 　　(學(xué)生到黑板上做出物體處于靜止?fàn)顟B(tài)和勻加速上升狀態(tài)的受力分析圖。) 　　提問：在描述運(yùn)動(dòng)的物理量（位移、速度、加速度和時(shí)間）中，用哪個(gè)物理量來描述超重現(xiàn)象更合適。 　　進(jìn)一步探究超重的實(shí)質(zhì) 　　教師演示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們認(rèn)真觀察： 　　實(shí)驗(yàn)1：用一只手測(cè)量物體的重力，另一只手對(duì)物體施加一個(gè)向下的恒力，現(xiàn)象是物體拉彈簧的力增大了，物體仍然靜止。 　　實(shí)驗(yàn)2：在利用彈簧秤測(cè)量鉤碼重力的實(shí)驗(yàn)中，水平方向移動(dòng)彈簧秤，使物體具有水平加速度，現(xiàn)象是物體拉彈簧的力不變。 　　教師提問：對(duì)觀察到現(xiàn)象進(jìn)行分析，超重現(xiàn)象的特征是什么？（要讓學(xué)生充分討論，小組討論的結(jié)果要向全體同學(xué)闡述。） 　　學(xué)生總結(jié)：物體具有豎直向上的加速度，與速度方向無關(guān)。F=m(g+a) 　　教師：同學(xué)們認(rèn)為失重現(xiàn)象怎樣定義，特征是什么？用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一下 　　猜想與假設(shè)2：彈簧秤的讀數(shù)小于物體的重力。 　　進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。有的同學(xué)上下移動(dòng)彈簧秤；有的同學(xué)左右移動(dòng)彈簧秤；記錄彈簧秤的示數(shù)（視重）與鉤碼的重力進(jìn)行比較。 　　定義失重現(xiàn)象： 　　當(dāng)物體存在豎直向下的加速度時(shí)，它對(duì)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。 板書 結(jié)論： F=m(g-a) 　　猜想與假設(shè)3：在失重現(xiàn)象中，如果加速度a=g，則F/=？ 　　有的同學(xué)可能會(huì)想到讓彈簧秤和重物一起自由下落，教師要提醒學(xué)生這是破壞性實(shí)驗(yàn)，會(huì)損壞測(cè)量工具，在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)要特別注意的，不能設(shè)計(jì)破壞性實(shí)驗(yàn)。 　　如何解釋易拉罐中的水為什么不再?gòu)亩粗猩涑觯? 　　分析：當(dāng)易拉罐自由下落時(shí)，易拉罐中的水處于完全失重狀態(tài)，水的內(nèi)部沒有壓力，故水不會(huì)流出。但易拉罐中水的重力仍然存在，其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度。 　　定義完全失重現(xiàn)象： 　　當(dāng)物體以加速度a =g豎直加速下降時(shí)，物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ榱?，這就是“完全失重”現(xiàn)象。 F=0 　　板書設(shè)計(jì)： 超重和失重 　　1．視重：物體對(duì)彈簧的拉力（彈簧秤的示數(shù)）。 　　2．實(shí)重：物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變G=mg。 　　3．超重現(xiàn)象：a豎直向上，視重>實(shí)重，F(xiàn)=m(g+a)。 　　4．失重現(xiàn)象：a豎直向下，視重<實(shí)重，F(xiàn)=m(g-a)。 　　5．完全失重現(xiàn)象：a=g豎直向下，視重為零。 　　課后思考題: 　　1．在生活中注意觀察，哪些是超重現(xiàn)象，哪些是失重現(xiàn)象？ 　　2．體驗(yàn)并觀察超、失重現(xiàn)象：在體重計(jì)上下蹲的過程中，觀察體重計(jì)的示數(shù)變化。