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1、精品文檔
《超重與失重》教學(xué)設(shè)計(附:教學(xué)反思)
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識與技能
( 1)認(rèn)識超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。
( 2)會運用牛頓第二定律分析超重和失重的原因。
( 3)知道完全失重現(xiàn)象。
2.過程與方法
( 1)觀察并體驗超重和失重現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題并提出問題的能力。
( 2)經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象條件的過程,理解物理規(guī)律在生活實際中的應(yīng)用。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過探究性學(xué)習(xí)活動,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)自信。
【教
2、學(xué)重點】 超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的概念和原因。
【教學(xué)難點】
( 1)準(zhǔn)確理解超重、失重和完全失重現(xiàn)象的本質(zhì)。
( 2)掌握超重和失重現(xiàn)象不是物體重力發(fā)生了變化,而是物體所受
的支持力或拉力發(fā)生了變化。
【教學(xué)器材】
彈簧稱和鉤碼各 25 套,可樂瓶(開有孔)一個,多媒體課件視頻。
【教學(xué)方法】
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實驗探究法、啟發(fā)式教學(xué)
【教材分析 】
《超重和失重》 一節(jié)安排在牛頓運動定律之后, 是一節(jié)牛頓運動定律的應(yīng)用課;從內(nèi)容組織上講, 本節(jié)內(nèi)容首
3、先從楊利偉和記者的對話切入,接著用實驗探究引出超重和失重的概念, 然后運用牛頓運動定律對產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的條件進(jìn)行分析推理,再到實際問題中的應(yīng)
用,符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。
【學(xué)情分析 】
通過前面對 “牛頓第二定律 ”的學(xué)習(xí),學(xué)生對解決物體做勻變速直線運動的問題已有所了解, 但對定律的運用還不是很熟練, 很難從理論上自主地得到超重、 失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征。 學(xué)生在學(xué)習(xí)超重和失重現(xiàn)象時會容易把生活中說的有些 “超重 ”與物理學(xué)上的超重混為一談,把物理學(xué)上的失重誤認(rèn)為是物體 “失去重力 ”;容易把超重、失重現(xiàn)象的運動學(xué)特征與物體的運動方向相聯(lián)系。
【設(shè)計思想】
4、
本節(jié)課的設(shè)計思想主要是通過對身邊物理現(xiàn)象的實驗探究 , 培養(yǎng)學(xué)生
科學(xué)探究能力,實踐能力 , 自主學(xué)習(xí)能力。同時體現(xiàn)以學(xué)生為主的教
育思想 , 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生實事求是,勇于探索的科學(xué)態(tài)
度和科學(xué)精神。 首先通過航空視頻引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣, 再從實驗出發(fā)
讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并應(yīng)用牛頓運動定律解決問題。 從而認(rèn)清超重和
失重的事實。
【教學(xué)流程】
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播放視頻,引出課題 —— 實驗探究,發(fā)現(xiàn)問題 —— 分析問題,理論驗證(超重、失重、完全失
5、重) —— 鞏固練習(xí),加強(qiáng)理解【教學(xué)過程 】
(一)新課引入
情景引入 :播放 “楊利偉的太空生活 ”視頻片段(通過播放視頻,引出要探究的問題)
引導(dǎo)學(xué)生同時閱讀課本中記者和楊利偉的對話:記者:當(dāng)你乘坐 船升空時,你有什么感覺?楊利偉:感到有載荷,就是感到胸部受到壓力。記者:壓力很大?感到很難受嗎?
楊利偉:還可以,不覺得很難受。我們平時訓(xùn)練時,這種壓力可達(dá)到
8 個 G,說得通俗一點,就等于有 8 個人壓在你的身上。飛船加速上
升時,壓力沒有這么大。
記者:你什么時候感到失重?當(dāng)時的感覺怎樣?
楊利偉:在船箭分離
6、時候,感覺身體突然被拋了一下,就飄了起來,
船里的小灰塵也飄起來了。
思考與討論:
師:上面對話中的 “有載荷 ”、“有壓力 ”、“失重 ”等是在怎樣的情況下
產(chǎn)生的?
生:“有載荷 ”、“有壓力 ”、是在加速上升的產(chǎn)生的,而 “失重 ”是在飛
船入軌后產(chǎn)生的。
師:你是否也有過 “類似 ”的經(jīng)歷?
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生:坐電梯、在游樂場坐過山車時、滑沙時、蕩秋千時等。
師:同學(xué)們說得很對,我們今天就來學(xué)習(xí)超重與失重。
(二)新課教學(xué)
7、
1. 實驗探究,發(fā)現(xiàn)問題
師:同學(xué)們,我們是怎樣測量物體重力的?
生:通常情況下,我們把物體掛在測力計的掛鉤上,保持物體靜止,再來讀取測力計的示數(shù)。
教師講解彈簧測力計測重力的原理: 彈簧測力計的示數(shù)顯示的是彈簧掛鉤所受的拉力,而彈簧對重物的拉力和重物對彈簧的拉力是一對作用力和反作用力 F=F`,當(dāng)物體保持靜止時,物體處于平衡狀態(tài),由于二力平衡時拉力等于重力,故可以顯示出物體的重力大小。
師:是不是在任何情況下,彈簧秤的示數(shù)都能顯示物體重力的大小呢?(當(dāng)然不是)
為了弄清這個問題先請同學(xué)們做個實驗(課前已發(fā)下器材)。實驗的要求是:先記住鉤碼
8、靜止時,彈簧秤的讀數(shù)和彈簧秤指針的位置,此時彈簧秤的讀數(shù)就等于鉤碼的重力大小。
然后讓一個學(xué)生提著彈簧秤, 彈簧秤下端掛鉤碼, 讓手提彈簧秤緩緩上升、緩緩下降、突然上升、突然下降,另一個同學(xué)觀察指針的移動情況(引指導(dǎo)學(xué)生觀看測力計的示數(shù)變化情況, 說明指針的移動方向?qū)?yīng)示數(shù)大小的變化情況:指針下移,說明讀數(shù)變大,指針上移,說明讀數(shù)變小。)
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學(xué)生分享實驗結(jié)果:鉤碼靜止時、緩緩上升、緩緩下降時彈簧秤讀數(shù)
基本不變;突然上升時,彈簧秤的讀數(shù)變大;突然下降時,彈簧秤的
讀
9、數(shù)變小。
2. 分析問題,得出結(jié)論
引導(dǎo)學(xué)生分析鉤碼在各種狀態(tài)下的受力情況及加速度方向及應(yīng)用牛
頓運動定律列出方程:(若設(shè)鉤碼質(zhì)量為 m,豎直方向上運動的加速度為 a )鉤碼受豎直向上的拉力和豎直向下的重力。①靜止、緩緩上升、緩緩下降時:物體處于平衡狀態(tài), F=mg
②突然上升時 : 物體向上加速運動,則根據(jù)牛頓第二定律: F-mg =ma
則 F=mg+ma
引導(dǎo)學(xué)生得出: 當(dāng)物體具有向上的加速度時, 物體對懸掛物的拉力大于物體本身的重力。
師:人們常把彈簧秤稱出的讀數(shù) F′稱為視重, mg 稱為物體的實重,
則
10、視重和實重誰大?
生:視重大。
1). 教師總結(jié)提出超重概念:當(dāng)物體具有向上的加速度的時候,物體
對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱為超
重現(xiàn)象。此時視重大于實重。
師:在超重情況下,物體本身的重力變沒有變?
生:物體本身的重力大小不變。即實重不變。
③突然下降時:物體向下做加速運動,加速度方向向下,則根據(jù)牛頓
第二定律:
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mg - F =ma
則 F=mg –ma
引導(dǎo)學(xué)生得出: 當(dāng)物體具有向
11、下的加速度時, 物體對懸掛物的拉力小
于物體本身的重力。
師:這種彈簧秤的讀數(shù)小于物體實際重力的現(xiàn)象我們就稱它為什么現(xiàn)
象?
生:失重現(xiàn)象。
2). 引導(dǎo)學(xué)生類比得出失重概念:當(dāng)物體具有向下的加速度的時候,物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w本身重力的情況稱為失重現(xiàn)象。此時視重小于實重。
師:現(xiàn)在我們知道超重和失重現(xiàn)象了,那么,你們在什么樣運動情況下觀察到超重與失重現(xiàn)象?
讓學(xué)生回憶上面實驗現(xiàn)象, 大膽猜想,發(fā)生超重與失重現(xiàn)象可能哪些運動量有關(guān)?(學(xué)生可能會提出:速度的方向,速度的大小,加速度的方向,加速度的大小,位移
12、大小方向等)
請觀看在觀光電梯中拍攝運動電梯中的超重、失重現(xiàn)象視頻。
提問:電梯的上升過程包括幾個階段?下降過程包括幾個階段 (請學(xué)生回答)
生:上升過程包括加速上升、勻速上升、減速上升三個階段,下降過程包括加速下降、勻速下降、減速下降三個階段。請同學(xué)們將觀察過程的現(xiàn)象填在下表中。
運動電梯中的超重、失重現(xiàn)象
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運 動 方運 動 狀
示數(shù) F 與 G的大小關(guān)
加速度 a 方向
超重或失重
向
態(tài)
系
加 速 上
a 向上
F>
13、G (F=mg+ma)
超重
升
上 升 過勻 速 上
a=0
F=G
平衡
程
升
減 速 上
a 向下
FG (F=mg+ma)
超重
降
提問 1:在發(fā)生超和失重現(xiàn)象時,物體的加速度方向與超重和失重的具體關(guān)系是怎
14、樣的?(請學(xué)生歸納)
生:當(dāng)物體加速上升或減速下降時,具有豎直向上的加速度,此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓Γ?我們稱物體處于超重狀態(tài);當(dāng)物體減速上升或加速下降時,具有豎直向下的加速度,此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮诒旧碇亓Γ?我們稱物體處于失重狀態(tài);
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提問 2:超重的時候物體是否變重了?失重的時候物體是否變輕了?
(請學(xué)生回答)
生:發(fā)生超、失重現(xiàn)象時物體的重力沒有發(fā)生變化,物體的重力與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。
提問 3:失重現(xiàn)象中如
15、果 a=g 且方向向下,那么繩對物體的拉力等于多少?
學(xué)生分析: mg - F =ma 而 a=g 則 F=0
3). 師:測力計的示數(shù)等于零, 測力計測不出物體的重力, 這就是 “完全失重 ”。
完全失重:物體對支持物的壓力 ( 或?qū)覓煳锏睦?) 等于零的這種狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài)。特征是 a=g ,方向豎直向下。
師:同學(xué)們在完全失重的情形下,會有許多奇妙的事情發(fā)生,請先來觀察一個實驗。
演示實驗 2:
師拿出開有口的可樂瓶,灌入水 ,水從孔中流出,師問:有沒有辦法讓水流中斷?
學(xué)生提出各種方法。
師演示實
16、驗:讓可樂瓶自由下落,水不再流出。
師:為什么水不會流出呢?
引導(dǎo)學(xué)生得出:水和水瓶的重力完全用以提供各自的重力加速度了,所以水不流了。
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師:除了自由下落的物體處于完全失重外, 還有一種完全失重的情況。
事實上環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船里用秤是稱不出任何物體的重力的。
這說明宇宙飛船里的物體處于什么狀態(tài)?飛船內(nèi)的空間是一個什么
樣的空間?
生:飛船內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài), 飛船內(nèi)的空間是一個完全失
重的空間。
師:
17、在完全失重的空間里, 科學(xué)家可以進(jìn)行大量的生物、 生理、生化、
物理、醫(yī)學(xué)等實驗, 并能取得地面上進(jìn)行同樣實驗無法達(dá)到的優(yōu)秀效
果。同學(xué)們可上網(wǎng)查閱相關(guān)資料。
4). 課堂鞏固練習(xí)
例題:質(zhì)量是 60kg 的人站在升降機(jī)中的體重計上,當(dāng)升降機(jī)做下列
運動時,體重計的讀數(shù)分別是多少?(取 g=10m/s2)
( 1)升降機(jī)以 0.6 m/s 2 的加速度加速上升。
( 2)升降機(jī)以 2.0 m/s 2 的加速度加速下降。
(三)課堂總結(jié)
1、知識總結(jié)
超重、失重現(xiàn)象只取決于物體具有的豎直方向
18、的加速度, 與物體的運
動方向和水平方向的加速度無關(guān)。 (將物體受到的豎直方向的支持力
或拉力記為 F。)
( 1)超重:有豎直向上的加速度; F=mg+ma。
( 2)失重:有豎直向下的加速度; F=mg –ma。完全失重:豎直向下的加速度 a=g 則 F=0;
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2、分析超重、失重的方法
對超重、失重的分析實質(zhì)就是牛頓第二定律的應(yīng)用。
【板書設(shè)計】
超重與失重
1. 超重:當(dāng)物體加速上升或減速下降時,具有豎直向上的加速度,此時物體
19、對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥诒旧碇亓Γ?我們稱物體處于超重狀態(tài)。 F=mg+ma
2. 失重:當(dāng)物體減速上升或加速下降時,具有豎直向下的加速度,此時物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮诒旧碇亓Γ?我們稱物體處于失重狀態(tài)。 F=mg –ma
3. 完全失重:物體對支持物的壓力 ( 或?qū)覓煳锏睦?) 等于零的這種狀態(tài)稱為完全失重狀態(tài)。特征是 a=g ,方向豎直向下。
【課后反思】
這節(jié)課通過視頻引入、分組實驗探究、理論分析、習(xí)題鞏固超重與失重的現(xiàn)象,教學(xué)效果顯著, 學(xué)生課后反映良好。在反思中認(rèn)識到教學(xué)過程中的問題設(shè)計很關(guān)鍵, 主要是問題的指向性要明確, 能讓學(xué)生迅速的理解問題并能及時找準(zhǔn)解決問題的規(guī)律和思路。
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