《超重与失重》的教学设计

【教学目标】

知识与技能：通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件，了解生活实际中超重和失重的实例及在现代科学技术中意义。

过程与方法：引导学生归纳总结发生超重、失重现象的条件；能设计实验来研究超重、失重现象。

情感态度与价值观：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。

【教学重点】

超重和失重的条件和实质。

【教学难点】

超重、失重现象的本质和产生条件的得出。

【教学过程】

1．播放录像：宇航员在太空的生活片断．

问：从录像中观察到什么特殊的现象？这些情景可能发生在哪里？

答：物体释放后能“悬浮”在空中；在太空中．

设问：为什么人和物体能漂浮在空中？实际生活中这种现象有何应用？

2.演示实验①：一个盛满水的瓶子底部有一小孔，静止在手中时，水会喷射而出；如果突然松手，让瓶子自由下落时，让学生观察瓶子在下落过程中发生的现象？为什么？

演示实验②：一块小木块（有一定质量）放在弹性布料（与蹦床的材料相同）上，发现布料发生明显的形变，将装置进行向上加速或向下加速运动时，请学生观察布料形变情况，并思考发生这种现象的原因。

有学生提出是超重和失重现象。

那么：什么是超重和失重呢，本节课我们就来研究这个问题。

板书：超重和失重

问：从刚才的演示实验②中，弹性布料的形变程度，可以表现出小木块所受到的哪个力的大小？

学生：弹性布料受小木块的压力而形变；布料受到的压力大小发生变化；物体对支持物的压力能等于、大于、小于物体受到的重力。

演示实验数据记录：

问：什么是超重（失重）现象？

学生阅读教材关于什么是超重和失重现象的文字描述。

板书：超重    F_拉（或F_N）> G

      失重    F_拉（或F_N）< G

3．学生实验①：用弹簧测力计挂上钩码，一位学生分别提着弹簧测力计做不同的竖直方向上运动，同时同桌观察弹簧测力计的示数变化。

学生实验②：请学生站上体重计，做下蹲和站起的运动，观察体重计的示数变化。

问：如果把下蹲和站起的过程放慢，可以分解成哪些过程？

答：学生在站起过程中可分为两个阶段：加速上升、减速上升；

学生在下蹲过程中也可分为两个阶段：加速下降、减速下降；

结合两个学生实验中的示数，刚才所讲的超重失重的知识，并结合所分析的物体的运动情况，完成下表：

板书：    a向上    超重

a向下    失重

4.利用牛顿运动定律分析超重失重现象

① 加速上升或减速下降时：

以人为研究对象，[来源:学科网]

由牛顿第二定律F合=ma，有：

F-mg=ma

F=mg+ma

由牛顿第三定律知：           F′=F= mg+ma

即体重称示数为       F= mg+ma

② 加速下降或减速上升时：

以人为研究对象，

由牛顿第二定律F合=ma，有：

mg - F =ma

F=mg-ma

由牛顿第三定律知：           F′=F= mg-ma

即体重称示数为                F= mg-ma

通过实验和理论论证得到超重和失重的概念。

板书：F = mg+ma > mg     超重

      F = mg-ma < mg     失重

5.完全失重

问：如果加速度a = g，则F = ？

当弹簧秤和重物以加速度 a = g  竖直加速下降时

 mg–F= mg ,F= mg—mg= 0

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，这就是“完全失重”现象。

6.根据本节课所学知识解释生活中的现象

I．演示实验①的原因

学生答：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但瓶子中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度。

II．播放事先在电梯中录好的人站在体重计上，请学生根据体重计的示数变化，分析电梯可能的运动状态

学生答：体重计示数变大时，电梯加速上升或者减速下降

        体重计示数变小时，电梯减速上升或者加速下降

        体重计示数与人的体重相等时，电梯静止或者匀速运动

播放后半段视频验证结果。

7.本节内容总结：

 1、超重和失重是一种物理现象。

 2、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。

规律：   

          物体具有竖直向上的加速度        超重状态

          物体具有竖直向下的加速度        失重状态

          超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关

8.作业布置

【教学反思】