4.6 《超重和失重》教学设计 （表格式）高中物理>人教版（2019）>必修 第一册>第四章 运动和力的关系

教学设计 课 题 超重和失重 课时安排 1课时 课前准备 制作PPT、准备演示实验 教材内容 分 析 《超重和失重》是人教版2019高中物理必修一中的最后一节内容，是在学习了牛顿运动定律的基础上，对超重和失重展开的一次主题探究活动，并且与前面的内容构成了完整的动力学体系。 教材中首先通过情境引入，人站在体重秤上下蹲，观察体重秤的示数变化，引出物体重力的测量问题。但在实际操作中，体重秤的示数变化太快，且示数变化复杂，不利于学生观察和理解。因此，选择更容易观察且相对单一的现象来引入课题，就显得尤为重要。 此外，教材中基于学生的日常经验，重点在于应用牛顿第二定律等理论，推导超重和失重的条件，没有突出学生通过科学实践过程来认识和理解超重、失重现象，并不利于物理学科核心素养的形成。 设计理念 本节课通过PPT呈现中国宇航员在空间站中的生活状态；课件中播放电梯上行、下降过程中，观察电子秤示数变化的实验视频，并简明扼要地展示了过程分析的关键步骤，分别从力学、运动学的角度进行分析，应用牛顿第二定律将力和运动联系起来；利用手机自带的传感器，使用Phyphox软件，得到加速度随时间的变化图象。同时，采用学生分组实验和教师演示实验等，引导学生设计实验方案，学会分析实验方案的优、缺点，将理论推导和实验现象结合起来，二者相互交融、共同促进、反复验证，充分调动学生学习的积极性，发挥学生的主体作用，自主总结出超重和失重状态所对应的力学特征及运动学特征。 学情分析 本阶段的学生已经学习了运动分析、受力分析和牛顿运动定律等知识，并且对生活中的超重和失重现象也有一定的感性认识。同时，具有一定的动手实验能力、观察分析能力和总结归纳能力。但是利用数理知识解决问题的能力尚未发展成熟。 教学目标 物理观念 掌握超重和失重的概念及产生原因，完善运动与相互作用的物理观念。 科学思维 能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，建构超重和失重的物理模型。 科学探究 经历一系列实验情景和实验探究，体会由现象到本质的认识规律的过程，培养学生的分析、观察、动手能力。 科学态度与责任 通过学习本节课知识，体会物理与生产生活的密切联系，培养学生勇于探索的精神和严谨求实的科学态度。 教学重难点 教学重点： ① 知道超重和失重的概念； ② 理解产生超重和失重的条件和本质； ③ 会分析解决超重和失重的实际问题。 2. 教学难点： ① 探究产生超重和失重现象的原因； ② 学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。 教学过程 教学环节（一） 师生活动 播放课件中的视频，引导学生观察中国宇航员在空间站中的生活状态，并向学生提出两个思考问题： ① 为什么在空间站中宇航员和衣服能够自由漂浮？ 预设回答：它们都处于失重状态。 ② 火箭起飞时，厚重的宇航服有什么作用？ 预设回答：抗压、保护、缓冲作用…… 教师追问：抗什么压？大气压还是……？宇航员可能受到的伤害从何而来？ 设计意图 通过视频展示中国宇航员在空间站中的生活状态，引导学生思考两个问题，想要科学地解释这两个问题，就要一起进入今天超重和失重的学习。 教学环节（二） 师生活动 重力的测量 教师提问：有哪些方法可以测量物体的重力？ 预设回答： 根据重力的计算公式G = mg，先用天平称量出物体的质量m，再利用打点计时器，使物体拖着纸带自由下落，然后计算出当地的重力加速度g，即可求得该物体的重力G。 用弹簧测力计或压力秤测量物体的重力，测量原理是二力平衡，所以待系统平衡时，弹簧测力计或压力秤的示数就是物体的重力大小。 设计意图 带领学生回忆初中阶段所学的测量重力的方法，逐步引导学生思考弹簧测力计或压力秤的示数所代表的物理含义，即弹簧测力计受到的拉力大小或物体对压力秤台 ... ...