超重與失重教案

1、失重和超重的研究性學習羅田縣育英高中汪利明一、課題分析與課型設計1、知識目標1) 應用牛頓第二定律解關于豎直方向加速運動的問題。2) 通過學生實驗、學生推導加深對超重和失重的理解。2、教學重點難點：理解超重和失重的含義，發(fā)生超重和失重現(xiàn)象的條件3、教學設計思路：本節(jié)教學是在兩周前布置下活動提綱后進行的，使學生從實際生活中發(fā)現(xiàn)相關內容，有一定的感性認識，采用讓學生自己去查找資料，做小制作、設計試驗、攝像、照相、做演示文稿等方式，以達到擴展學生創(chuàng)造思維、發(fā)揮創(chuàng)造力、擺脫課堂的束縛，增強學生自主學習與采用多種形式學習的能力。二、準備工作第一階段布置研究課題，成立小組宣布研究課目標和獎勵辦法布置預習課

2、本思考問題成立小組，選出負責人成立備課小組，確定主持人第二階段按小組發(fā)放表格發(fā)放研究活動記錄表(見附錄一)明確時間表和要求各小組負責人組織組員討論，著手填表第三階段小組課外活動階段各小組完成填表各小組負責人集中，檢查成果，確定重點，布置重點準備的內容，落實相應的語言解說、圖片播放、動畫表現(xiàn)主持人確定上課流程，用詞、制作幻燈、課堂設計第四階段 總結匯報課前準備，桌椅編排現(xiàn)場展示實驗附錄超重和失重研究活動記錄表項目記錄備注小組成員負責人：一、生活中的超重 和失重現(xiàn)象舉例 （最好配有圖片圖 像資料）1、2、3、4、5、6、二、自選實驗：設計反映超重和失重現(xiàn)象的小實驗一個（簡要列出一下項目，詳細內容另

3、 外書寫）力殺設計 （時間、 地點、方 法）建議表現(xiàn)形 式：裝置圖、試驗 照片、試驗攝 像步驟觀察、記 錄記錄方式結論分析三、規(guī)定實驗：研究電梯運行過程中的超重和失重現(xiàn)象（有條件的進行錄像）1、小組自行組織在電梯中進行試驗2、自己設計表格，記錄數(shù)據(jù)3、小組討論試驗結果，形成分析和結論四、資料收集和知識拓展：超重和失重在科技領域的運用（課本以外） （列出項目，文字、圖片、音像資料另外準備）媒體形式:1、2、3、42五、問題和思考1、2、參考資料來源：1、課本62頁的實驗；2、網(wǎng)上查詢；3、圖書館查閱圖書4、獨立思考、集體討論、請教家長三、課堂流程安排1、觀看錄像和圖片，請學生列舉 生活中的超重和

4、失重 現(xiàn)象2、引導學生從現(xiàn)象中總結，如何定義超重和失重現(xiàn)象，明確重力沒有發(fā)生變化3、請做得最好的組派代表分析規(guī)定的電梯試驗的結果，總結出加速度方向決定了發(fā)生超重現(xiàn)象還是失重現(xiàn)象；如學生能力允許，可以運用牛頓第二定律定量計算，根據(jù)是中得出加速度的具體數(shù)值。4、進入趣味試驗階段，由各小組將設計的趣味試驗進行現(xiàn)場的演示，并向大家提出問題， 請大家解釋，或自己做出分析，教師不做過多干預，主要就實驗的創(chuàng)造性，科學性進行鼓勵 性的宏觀點評。5、與超重和失重有關的物理題，介紹幾個題型和解題思想，布置課后習題。附錄二：學生成果展示（略）超重與失重、教材分析：超重與失重，既是牛頓運動定律的應用，又是日常生活中常

5、見的物理現(xiàn)象，它還是當今宇宙開發(fā)中面臨的重要問題。教材中安排這一節(jié)，既能進一步鞏固學生學習過的受力分析、牛頓運動定律等知識，又能增強物理知識與日常生活、宇宙開發(fā)的聯(lián)系，同時激發(fā)學生學習物理的興趣、培養(yǎng)學生愛科學、學科學、用科學的思想熱情。、教學目標：根據(jù)高中課程標準的要求，通過認識超重和失重現(xiàn)象，并解釋生活中的有關問題制定了本節(jié)的三維目標。（ 1）知識與技能通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象；用牛頓運動定律研究超重和失重的原因；能夠利用超重和失重現(xiàn)象解釋一些生活中的具體現(xiàn)象；（ 2）過程與方法目標通過經(jīng)歷超重與失重的學習過程，了解物理學的研究方法，認識物理實驗、物理模型在物理學過程中的作用。通過經(jīng)歷超

6、重與失重科學探究過程，認識科學探究的意義，嘗試應用科學探究的方法研究物理問題，驗證物理規(guī)律。（ 3）情感態(tài)度與價值觀滲透 " 學以致用 " 的思想，激發(fā)學生的學習熱情和興趣；培養(yǎng)學生參與科技活動的熱情和將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的超重和失重問題；通過分組合作的探究性學習過程，鍛煉學生主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。三、教學重點：讓學生理解超重和失重的實質。四、教學難點：產(chǎn)生超重和失重的條件以及知識的應用。五、教學方法：教學活動中體現(xiàn)教師為主導，學生為主體，探究式學習為主線的

7、原則，使學生 在教師指導下掌握知識，運用知識，解決實際問題。六、教具：體重稱、下面扎孔的塑料瓶、多媒體教學課件。七、評價標準：1、學生是否能夠通過合作的探究式學習方式切身感受到生活中的超重和失重現(xiàn)象；2、學生是否能夠根據(jù)已有的牛頓定律的知識從理論上理解超重和失重現(xiàn)象的本質；3、學生是否能夠把所學到的對超重和失重現(xiàn)象的本質的理解應用到具體的生產(chǎn)和 生活中去并且解釋和解決一些具體的問題；4、在合作的探究性學習的過程中，學生是否具有積極探索的創(chuàng)新精神、交流合作 精神及對科學的好奇心與求知欲，是否樂于探究自然界的奧秘，能否體驗到探 索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。八、教學過程：（一）、課前準備：實驗探究一讓學

8、生玩悠悠球，在豎直方向上分別做勻速運動、加速運動和減速運動，感受 悠悠球的重力以及悠悠球對手的拉力大小的變化，提出問題為什么會發(fā)生這樣的 變化？實驗探究二1、教師發(fā)給每個研究小組一個體重稱， 每個研究小組再發(fā)給一份 超重與失重研究 記錄表，地點選在可上下直行的電梯內；電梯升降情況分析表電梯上升電梯下降a方向稱的示數(shù)變化a方向稱的示數(shù)變化電梯加速電梯勻速1電梯減速2、學生分組進行研究，制定方案；3、學生實地調查、實驗、觀察、記錄；4、討論、分析，得出結論；5、課上成果交流。學生通過對超重與失重現(xiàn)象親身地觀察、討論、分析，獲得第一手的實踐材料，達到對知識的獲得有一個全過程了解目的，同時激發(fā)學生們研

9、究性學習 的熱情、加深對超重與失重現(xiàn)象的理解。（二）、課堂實錄1、導入新課2005年中國最偉大的成就之一就是"神舟六號"載人飛船發(fā)射成功，實現(xiàn)了多人多天的太空飛行，各種媒體都有大量的相關報道，其中就談到有關超重和失重的問 題。研究超重和失重對我們新產(chǎn)品的開發(fā)、 科技的進步有著十分重要的意義，比如: 在完全失重的情況下，我們可以制造泡沫金屬，用來制造機翼，又輕又結實；還可 以用液態(tài)金屬制成絕對球形的理想金屬珠，還可以制成超長度的玻璃纖維等等。那么：什么是超重和失重？在生活中是否也存在超重和失重現(xiàn)象？本節(jié)課我們 就來研究這個問題。2、新課教學成果交流上課后教師聽取學生外出實驗的

10、情況簡介，對學生分組情況進行抽查，并組織 學生代表對科學探究性實驗發(fā)言。然后讓學生按照分組，對實驗數(shù)據(jù)進行討論、填表，并通過多媒體視頻展臺公 布學生的填表情況（見下表）。電梯升降情況分析表電梯上升電梯下降a方向稱的示數(shù)變化a方向稱的示數(shù)變化電梯加速個小數(shù)變大示數(shù)變小電梯勻速a= 0示數(shù)/、艾a= 0示數(shù)/、艾電梯減速示數(shù)變小小數(shù)變大實驗探究請各小組同學利用利用彈簧秤和鉤碼做實驗，觀察超重與失重現(xiàn)象。運動情況加速度方向拉力口重力的關系想象向上運動加速減速問卜運動加速減速理論分析讓學生分別對稱的示數(shù)的每一種變化，自己利用牛頓運動定律分析實驗結果 的正確性。這樣做的目的使學生對超重和失重由感性認識上

11、升到理性認識加速上升或減速下降時：以人為研究對象，由牛頓第二定律F合由牛頓第三定律知： 即體重稱示數(shù)為 加速卜降或減速 以人為研究對象， 由牛頓第二定律F合=ma 有：FF-mg=maF=mg+ma' aF' =F= mg+maJF= mg+mamg牙時： F=ma 有：Lrmg -F =ma F=mg-ma 由牛頓第三定律知：F ' =F= mg-ma即體重稱示數(shù)為F= mg-ma通過實驗和理論論證得到超重和失重的概念。趣味實驗一：每組派一名代表，站在體重計上看誰能使體重計示數(shù)最小，這一小組就獲 得勝利，并分析獲勝的原因。二：在塑料瓶下面扎一些小孔，裝上水后水從小孔噴

12、出.讓塑料瓶做自由落體 運動，噴水情況會怎樣變化？先讓學生討論并假設實驗結果，引導學生利用牛頓運 動定律分析，推導出完全失重的條件，即當物體有向下的加速度，且 a=g時，產(chǎn)生 完全失重。通過該實驗探究，為后面講解太空空間站的微重力環(huán)境埋下伏筆杯子絳止時 小孔中有水流出杯子由落下破小孔中沒有水流出最后引導學生總結出超重與失重現(xiàn)象的條件，以及注意事項。通過科學探究性實驗，讓學生在觀察和體驗后有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想，運用科學思維 萌發(fā)出科學問題，在利用團隊的合作解決問題，提出結論。使學生由被動學習變成主動 的去學習物理知識。3、案例分析案例1:心臟病人能否乘坐飛機外出旅行？讓學生進行討論分析，然后結合心

13、臟的受力動畫分析原因。即調動了學生學習的興趣，又達到了學以致用的目的。案例2:觀看“神舟六號”飛行過程，思考以下各階段航天員處于超重狀態(tài)還是 失重狀態(tài)？火箭發(fā)射初期（）繞地做圓周運動（） 返回艙著地之前（降落傘已張開）（）A、超重B 、失重該案例即有利于學生產(chǎn)生“樂學”的情感，又培養(yǎng)了同學們的愛國情結。4、拓展教材該模塊分為三部分：多學一點，主要是為有能力的同學提高認知水平。STS欄目和信息瀏覽，為學生提供了各種有趣、有用的資料，通過物理學史上的經(jīng) 典事例等，反映了物理學與科學、技術、社會的緊密聯(lián)系。使學生的視野將更開闊，更 加熱愛科學。九、家庭作業(yè)：請同學們根據(jù)課本拓展教材的知識, 以談談自己的" 太空實驗設想" 為題材寫一篇科技小論文。希望在這個過程中發(fā)展學生樂于合作的團隊精神，學會交流和分享研究的信息、創(chuàng)意及成果，并在欣賞自己的同時，也學會欣賞別人。十、板書設計：1. 超重 超重現(xiàn)象：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情況稱為超重現(xiàn)象。 超重的運動學特征：物體的加速度向上，它包括可能的兩種運動情況：向上加速運動或向下減速運動。2. 失重 失重現(xiàn)象：物體對支持物（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。當物體對支持物（或對懸掛的拉力）等于