《用牛顿运动定律解决问题（二）超重和失重》教案

《用牛顿运动定律解决问题（二）超重和失重》教案   一、教材分析    本节是高中物理《用牛顿运动定律解决问题（二）》一节中的一个内容，是牛顿运动定律的具体应用。对于这一知识点，教材安排该内容是通过例题：求人在加速上升的电梯中对地面的压力这一实际问题引入，很好地体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。    教材选择一个贴近学生日常生活的实际问题，学生可亲身感受，可利用简单器材设计有趣实验探究。很好的抓住了应用牛顿定律解决问题这一本节的中心，所以我们在教学过程中要采取“情景——问题——探究——结论”的教学方法。    本知识的重点、难点是应用牛顿运动定律探究超重和失重现象发生的本质，探究现象本身和加速度的内在联系，理解完全失重。   二、学情分析    （1）知识和能力分析： 学生学习了牛顿运动定律的基本知识和受力分析的方法，理论上已具备了分析超重与失重的能力。    （2）情感分析：超重与失重现象在现代生活中经常碰到或听到，但基本原理并不清楚，学生有兴趣去探索和体验超重与失重现象，这为本节课提供了良好的心理基础。    （3）思维障碍分析：学生会认为超重是重力增加，失重是重力减小，不知道超重、失重现象产生的根本原因。简单分析后会认为向上运动是超重，向下运动是失重。   三、设计思想    根据《高中物理新课程标准》的课程理念“从生活走向物理，从物理走向社会”。 在整堂课中采取“情景——问题——探究——结论”的教学方法，以“自主体验发现问题，自主学习解决问题，自主举例应用问题”为教学主线；从兴趣入手，精心设计学生活动——通过分组实验，感受超、失重现象；进而小组讨论、验证、交流超、失重条件；感悟超、失重实质；成功解释生活中超、失重现象；强调学生思维和体验过程，让学生亲身经历科学探究，变过去教师要学生学，而为学生自己我要学、我想学。   四、教学目标    1、知识技能    （1）知道超重和失重现象。      （2）运用牛顿第二定律分析超重和失重的原因，理解超重和失重的条件。    （3）会分析解决超重和失重的实际问题。    2、过程与方法    （1）观察和感受超、失重现象。    （2）经历探究产生超、失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。    （3）学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。    3、情感、态度、价值观    让学生在探索与自学中获得成功的体验，享受成功的喜悦，体验科学探究的乐趣，激发自主学习、探究的热情和愿望。   五、教学的重点与难点      重点：用牛顿运动定律解决超重和失重现象，探究现象本身和加速度的内在联系。    难点：超重和失重只与物体加速度的方向有本质联系，与物体速度的方向并没有本质联系   六、教学器材    弹簧和钩码各25套，饮料瓶，视频资料。   七、教学方法    自主探究、教师演示、亲身体验、启发式讨论式教学   八、教学过程   做一做    小游戏导入：请同学们用一细纸带挂上钩码，试一试只用手提着纸带能不能让钩码把纸带拉断？如果能拉断想想为什么？    通过学生亲生实践引出问题：纸带到底能不能承受钩码的重力？纸带为什么会被断？   说一说    让小组讨论后展示自己的成果。    学生讨论推导得出：提在空中时纸带的拉力等于钩码的重力，向上加速运动达到一定程度时纸带的拉力变大，就有可能大于纸带所承受的最大拉力。纸带就会被拉断。   亲身感受    现在把钩码挂在弹簧下，让钩码上下运动，我们感受一下钩码对弹簧对手的拉力有何变化？    请同学说出直观感觉。    教师引导指出：弹簧带对钩码的拉力有时等于钩码的重力，有时大于钩码的重力，有时小于钩码的重力。物理上把这些现象称为超重失得现象。我们今天就来一起探究超重失重现象的相关知识   思考题   （www.youzhikew.com）有配套视频，欢迎大家来观看       通过本节的研究思考前面“做一做”中我们还可以通用什么办法让钩码拉断细纸带？   想一想    请同学们举一些类似的生活中的超失重例子    学生举例，播放视频电梯中的超失重现象、卫星发射、航天员训练、翻滚过山车、蹦极、宇宙中的超失重现象。    同学知道的还真不少说明同学们有良好的学习习惯。也说明超失重现象与我们的生活有密切的联系。    请同学们根据电梯视频资料完成下表，并帮助电梯中的这一小组同学，研究得出电梯中的超失重现象的原因。    研究电梯地上下过程中示数发生变化的过程      运动情况 速度方向 加速度方向 体重的大小   Kg 台秤的示数   （变大变小不变）   向   上   运   动         向   下   运   动       自己先独立思考然后以小组型式讨论，请小组选派同学上来展示自己小组的讨论成果。       运动情况 速度方向 加速度方向 体重的大小   Kg 台秤的示数   （变大变小不变）   向   上   运   动 加速向上 向上 向上 92 60 变大 大于重力    匀速上升 向上 92 60 等于重力    减速向上 向上 向下 92 60 变小 小于重力   向   下   运   动 加速向下 向下 向下 92 60 变小 小于重力    匀速下降 向下 92 60 等于重力    减速向下 向下 向上 92 60 变大 大于重力       分析超失重现象的原因。    实验结论：当物体的加速度向上时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力。    当物体的加速度向下时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力。    超重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。    失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为超重现象。   思考与讨论    1、 有同学认为 “超重就是物体重力增大了” “失重就是物体重力减小了”，这种认识对吗?    物体发生超重和失重现象时，物体所受的重力并没有发生变化，变化的只是“视重”。视重指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)    2、视频中的同学得出的二个结论：“一、在高速电梯中速度大超重也大，失重也大；二、同一电梯不同的人超失重现象也不一样”，这些说法对吗？    物体发生超重和失重现象时，只与物体的加速度方向有关，而与物体的速度无关，而且加速度越大超失重也大。由牛顿运动定律得发生超失重现象时的变化量为ma)    3、前面做一做中我们还可以通用什么办法让钩码拉断细纸带？    使物体减速下降   课堂练习    1、如果物体加速向下运动的加速度为重力速度会怎么样？会产生什么样的现象？    分析由牛顿第二定律 N=0台秤或弹簧秤的读数为0，这种现象称为完全失重。    完全失重——当物体的加速度等于重力加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零这种情况称为完全失重现象.   知识小结   发生超重失重现象时物体所受的“重力”并没有发生变化，变化的只是“视重”。   2、发生超重还是失重现象只与物体的加速度方向有关与物体的运动方向无关。   九、板书设计   用牛顿运动定律解决问题（二）——超重和失重   一、问题   1、为什么当钩码加速上升时纸带被拉断？   2、我们感受到弹簧拉力为什么会有时变大有时变小？   二、超重和失重    超重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。    失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为超重现象。    完全失重——当物体的加速度等于重力加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零这种情况称为完全失重现象.   结论——1、“超重”“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向；a向上，超重；a向下，失重，而且a越大超、失重越明显。    2、物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增加了或减小了（甚至消失了），地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化。    3、“超重”“失重”现象是指物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于（小于）重力的现象。   三、超重失重的应用    完全失重   四、课堂练习          十、教学流程简图