《用牛頓運動定律解決問題（二）《超重和失重》教學設計一、教學設計思路物理源于生活高于生活，又歸宿于生活。在教學活動中，讓學生把生活中低層次的原始經驗、素材經分析、加工，變為高層次組織活動，去獲取新的知識和技能，獲得情感體驗，提升素養和品質。通過教學的生活化，用反思、修正、逐層遞進的方式，有效地推動學生學習活動的層層深入，以實現《新課標》中“知識來源于生活，服務于生活”的要求。本節課堅持以“學生發展為本”，把“探究”作為重點，重視學生知識形成的過程。通過《天宮課堂》視頻片段快速激發學生學習興趣，隨后的小實驗能夠有效地調動學生的探究欲望，并通過實驗現象結合所學牛頓運動規律總結超重和失重產生條件。本課中所設計的學生小實驗，主要是針對學生學習上的疑難點，設計讓學生自己動手動腦，通過自己的努力解決疑難問題。通過探究體驗知識形成和獲取的過程、完成對知識的構建，形成技能，培養學生創新精神與實踐能力。教學過程中穿插著師生評價（提問）、生生評價（組間交流）以及學生自我評價（談談我學到了什么？）等現場的動態反饋，針對反饋情況，及時做出適切性評價和教學調整。整個教學過程均很好地體現了新課程評價理念——注重過程性與即時性評價。二、學習任務分析《超重和失重》是選自人民教育出版社《物理》必修一第四章第七節的內容。《普通高中物理課程標準》要求：“通過實驗認識超重與失重現象”，學生能通過一些實驗或具體的活動來了解和體驗超重和失重。理解超重和失重產生的條件與實質。本節內容是牛頓運動定律的應用。牛頓運動定律是高中物理的基礎，通過本節的學習，能鞏固和深化牛頓運動定律的理解，提高學生分析問題、解決問題、應用知識的能力。表現其一：超重和失重產生原因的分析，要用到牛頓第二、第三定律，這不僅有利于學生鞏固對定律的內容理解，也有助于培養學生分析問題的能力。其二，這是一個貼近日常生活的實際問題，能激發學生的學習興趣和體會物理的生活化。其三，超重和失重現象與航天技術緊密聯系，讓學生了解我國前沿科學，意在激發學生情感價值。三、學生情況分析學生已經學完牛頓運動定律的理論知識，但缺乏實際的應用，對概念的理解上還很抽象，通過本節課的學習，幫助學生建立一個個生動活潑的場景，利于學生的理解消化，同時也立足于學以致用。列舉大量的實際例子，供學生分析解決，提高學生的能力。學生在日常生活中已經體驗到了許多超重和失重現象，特別是自從人造地球衛星和載人飛船發射成功以來，人們就經常談到超重和失重，因此，學生對超重和失重有一定感性和模糊的體會，但理解超、失重概念，對學生而言有一定的困難。主要來自兩方面，首先是物理語言的誤導，使學生認為超重（或失重）就是物體重量的增加（或減少）；其次學生往往認為向上運動時就超重，向下運動時就失重，沒有真正理解超重與失重的原因。因此在本節課教學中利用了實驗和理論探究的方法，自主學習與小組合作學習的方式，讓學生自己體驗、分析、歸納、討論、評價等得出結論。激發了學生的學習興趣，養成動手與合作能力，生成學生透過現象看本質的物理意識。四、教學目標l、知識與技能：(1)知道超重和失重現象，知道什么是完全失重現象。(2)理解產生超重、失重現象的條件。(3)能夠運用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析超重和失重現象。2、過程與方法：(1)經歷實驗觀察、實例探究、討論交流的過程，體驗超重和失重現象。(2)經歷探究產生超重和失重現象原因的過程，學習科學探究的方法，進一步學會運用牛頓運動定律解決實際問題的方法。3、情感、態度與價值觀：(1)通過列舉一些身邊的超重失重例子和日常的小實驗，讓學生學會觀察生活，知道物理就在身邊。(2)通過探究性學習活動，體會到牛頓運動定律在認識和解釋自然現象中的重要作用，產生探究的成就感。(3)體驗自主學習過程，養成樂于細心觀察、勤于思考和相互交流的學習習慣和合作精神。(4)滲透“學以致用”思想，結合我國神舟號飛船升空，增強愛國熱情，增強民族自豪感，增強強國強軍意識。五、教學重點什么是超重、失重及產生超重、失重現象的條件、實質。六、教學難點(1)產生超重和失重現象的實質；(2)運用牛頓第二定律和牛頓第三定律對超重和失重現象的實例分析。七、教學方法實驗探究法，分組討論法八、教學資源“太空中失重現象”視頻，“太空中彈簧測力計的‘尷尬’”視頻，“電梯中超重和失重現象”視頻，演示彈簧測力計，學生彈簧測力計，鉤碼，體重計等。九、教學流程圖提出問題，引起學生興趣提出問題，引起學生興趣展示實驗提出概念分析實驗得出結論知識應用課外延伸十、教學過程教學內容教師活動學生活動設計意圖教學資源安排創設情境激情引入2013年6月20日宇航員王亞平在距離地面300km的天宮一號內為我們授課，展示了在太空中奇異的失重現象。在生活中也有許多超重和失重現象引出本節課學習目標：1、知道超重和失重現象2、理解產生超重、失重現象的條件3、能夠運用牛頓定律分析超重和失重現象觀看視頻，聽教師講解觀看太空中的“懸空打坐”和“大力神功”，體會失重環境的奇特觀看天宮課堂片段知識講解知識講解問：如何測量一個物體受到的重力呢？實驗演示：彈簧測力計測量鉤碼的重力，強調靜止狀態（平衡狀態）問題：彈簧測力計的示數是什么？問題：鉤碼對彈簧的拉力與鉤碼所受的重力有什么關系呢？結論：對鉤碼進行受力分析，重力、彈簧對鉤碼的拉力，由于鉤碼處于靜止狀態，彈簧對鉤碼的拉力與鉤碼的重力等大反向。根據牛頓第三定律，彈簧對鉤碼的拉力與鉤碼對彈簧的拉力是一對作用力與反作用力，所以鉤碼對彈簧的拉力與鉤碼所受的重力等大同向。問：如何測量人所受的重力呢？實驗演示：體重秤測量一位同學的體重。問：體重秤的示數與人所受的重力有什么關系呢？結論：當人靜止站在體重秤上時體重秤的示數乘以當地重力加速度就等于人對體重計的壓力等于人所受的重力。問題：怎樣可以改變體重秤的示數（人對體重秤的壓力）呢？當同學下蹲或跳起時，體重秤的示數改變了，說明人對秤的壓力改變了，但是人自身所受的重力改變了嗎？提出概念：超重現象：物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的現象。失重現象：物體對支持物的壓力（對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的現象。答：彈簧測力計答：鉤碼對彈簧的拉力分別對彈簧測力計和鉤碼受力分析FF＇G答：體重秤分別對體重秤和人進行受力分析FF＇G發散思維回答：下蹲或跳起學生實際演示壓力改變，重力不改變積極思考兩個概念的特點結合共點力平衡及牛頓第三定律分析受力關系結合共點力平衡及牛頓第三定律分析受力關系通過猜想，體會生活經驗與理論分析的異同，為進一步理解超失重條件做準備演示實驗學生演示實驗攝像頭播放PPT展示實驗探究請兩位同學為一小組利用彈簧秤和鉤碼做實驗，觀察現象并完成下列表格內容。學生分組實驗讓學生親自動手，體驗探究的過程。分組實驗運動情況速度方向加速度方向根據牛頓第二定律寫出拉力F與重力mg與加速度a的關系超重或失重現象向上加速向上減速向下加速向下減速探究實驗總結規律教師巡視，觀察學生實驗完成情況并進行適當指導提出思考問題：1、超重和失重現象與速度方向的關系？2、超重和失重現象與加速度方向的關系？對實驗結果進行評價總結結論：超重和失重現象與速度方向無關、與加速度方向有關。當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態；當物體具有向下的加速度時，物體處于失重狀態。完成實驗并結合牛頓運動定律填表組內討論，完成思考問題學生展示實驗成果通過對實驗數據的分類匯總，發現事物間的聯系，培養學生歸納總結的能力小組討論體現合作學習學生展示培養學生表現欲望學生展示學以致用檢：質量為50Kg的物體放在豎直觀光電梯內的體重計上，當電梯做下列各種運動時，物體處于平衡、超重還是失重狀態？體重計的示數各是多少N？（g=10m/s2）(1)當電梯勻速上升時？(2)當電梯以2m/s2(3)當電梯以2m/s2(4)當電梯以g的加速度勻加速下降？知識拓展：當物體正好以豎直向下大小等于g的加速度運動時，物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，這種狀態是完全失重狀態。學生獨立完成檢測題學生展示計算結果思考并理解從練習中得到鍛煉，使學生對知識形成更深刻的理解，養成學生對知識學以致用的習慣。學生展示聯系生活聯系生活日常生活中，乘坐電梯上下樓時經歷怎樣的超失重過程呢？大膽猜想：電梯從一層到六層經歷怎樣的過程呢？視頻展示電梯從一層到六層過程檢驗猜想是否正確。大膽猜想：電梯從六層到一層經歷怎樣的過程呢？視頻展示電梯從六層到一層過程檢驗猜想是否正確。提出問題：為什么擠滿人的電梯在六層時沒有超重提示，而向下運動到一層要停止時會出現超重報警呢？天宮一號在距離地面300km正常運行時能否用彈簧測力計測量物體的所受的重力呢？視頻展示總結：太空中處于完全失重狀態先向上加速超重，接著勻速平衡，最后向上減速失重觀看視頻先向下加速失重，接著勻速平衡，最后向下減速超重觀看視頻電梯向下運動要停止時會出現超重現象，所以報警。結合所學知識分析觀看視頻聯系生活，學以致用通過超重失重實例的分析，讓學生學會觀察生活，知道物理就在身邊。視頻展示視頻展示視頻展示歸納小結教師給予正確評價總結順口溜：超重失重隨處見，其實并非重力變；壓力拉力增與減，牛頓定律來實現；速度向哪無所謂，加速度方向是關鍵。學生總結本節課所學內容齊讀順口溜，并記憶培養學生梳理知識的能力PPT展示作業布置課本P90問題與練習學生課下獨立完成培養運用知識的能力板書設計超重和失重現象條件超重向上失重向下完全失重向上注意：①重力不變②與方向無關十一、教學反思《超重和失重》是選自人民教育出版社《物理》必修一第四章第七節的內容，牛頓運動定律的重要應用之一。學生在日常生活中已經體驗到許多超重和失重現象，特別是自從人造地球衛星和載人飛船發射成功以來，因此學生對這部分知識的學習有著濃厚的興趣。但是學生對超重和失重只是有一些感性的和模糊的體會，并不能夠真正理解其實質，而且在現實與理論相結合時存在許多疑問和誤區。本節課突出學生主體特征，在學生原有知識結構的基礎上，通過情景、問題、實驗、體驗、合作、自主、交流等教學元素，注重探究式學習過程，讓學生自己動手實驗更加真實、可靠，通過自己的努力解決疑難問題，緊扣課程標準要求，達成預定的三維教學目標。教學過程中穿插著師生評價（提問）、生生評價（組間交流）以及學生自我評價（談談我學到了什么？）等現場的動態反饋，針對反饋情況，及時做出適切性評價和教學調整。整個教學過程均很好地體現了新課程評價理念——注重過程性與即時性評價。最后小結的順口溜，使學生精神一振，一節課的辛苦也隨之化解。充分發揮多媒體輔助教學的優勢，全面優化課堂教學。攝像頭的使用可以提高學生的參與度，讓所有同學真實準確的看到實驗現象加深記憶，視頻的播放更能彌補實驗條件的局限性，且確保實驗的成功，節約時間。通過這節課的教學也發現了一些不足之處，比如學生在體重秤上下蹲或站起時由于動作不連貫，導致實驗數據變化太快，學生看不清楚，以后可以通過錄像、慢放的方式給學生展示，效果更佳；在探究實驗時對學生評估太高，知識的鋪墊不夠，導致個別學生