4.6超重和失重 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

中小学教育资源及组卷应用平台 4.6超重和失重教学设计 一、核心素养目标 1.物理观念 （1）通过实验探究和情境分析，准确理解超重、失重和完全失重的定义，明确“视重”与“实重”的区别，建立“加速度方向决定超重失重状态”的核心观念。 （2）掌握超重和失重的力学本质：实重（重力）不变，视重变化由物体的加速度方向决定，能结合牛顿第二定律推导视重与加速度的定量关系。 能运用超重和失重规律解释生活及科技中的相关现象（如电梯运行、航天员太空失重），将物理规律与实际情境结合，深化对“力与运动”关系的理解。 2.科学思维 （1）经历“观察现象→提出猜想→实验验证→归纳规律→应用规律”的思维过程，培养从现象到本质的推理能力，突破“超重就是重力变大，失重就是重力变小”的思维误区。 通过对电梯、台秤等模型的受力分析，运用牛顿第二定律推导视重公式，培养严谨的科学论证能力，能清晰区分“实重不变”与“视重变化”的逻辑关系。 掌握“通过加速度方向判断超重失重状态”的方法，能对复杂情境（如竖直上抛、斜抛运动）中的超重失重现象进行判断，提升情境分析与模型建构能力。 3.科学探究 （1）参与“探究电梯运行中的超重失重现象”实验，利用弹簧测力计悬挂重物模拟电梯运动，自主记录不同运动状态下弹簧测力计的示数，分析数据得出结论。 在“完全失重模拟”实验中，通过自由下落的手机拍摄水瓶漏水现象，观察“失重时水不流出”的现象，培养实验设计与现象分析能力。 小组合作设计“验证超重失重与加速度方向关系”的实验方案，交流实验思路与结果，培养合作探究与表达交流能力。 4.科学态度与社会责任 （1）通过了解超重失重在航天航空（如航天员训练、空间站生活）中的应用，认识物理规律对科技进步的推动作用，增强科技自信与民族自豪感。 结合超重失重对人体的影响（如电梯启动时的不适感），树立安全意识，理解工程设计中“减轻超重失重影响”的必要性，认识物理知识与生活安全的联系。 在实验探究中培养实事求是的科学态度，尊重实验数据，避免主观臆断，体会“现象与本质可能存在差异”的科学认知特点。 二、教学重难点 1.教学重点 （1）超重和失重的定义：明确超重（视重大于实重）、失重（视重小于实重）的概念，区分视重与实重的不同。 （2）超重失重的条件：掌握“加速度向上→超重，加速度向下→失重，加速度向下且a=g→完全失重”的核心规律，理解加速度方向是判断的关键。 （3）力学本质与定量关系：运用牛顿第二定律推导视重公式（F_N=m(g±a)），明确实重不变，视重变化由加速度引起。 2.教学难点 （1）超重失重与速度方向的无关性：突破“上升就是超重，下降就是失重”的错误认知，理解判断依据是加速度方向而非速度方向。 （2）完全失重的理解：明确完全失重时视重为零，但重力依然存在，能解释完全失重下的特殊现象（如液体不流动、天平失效）。 （3）复杂运动中的超重失重判断：在竖直上抛、斜抛、圆周运动（初步接触）等情境中，能准确分析加速度方向，判断超重失重状态。 （4）视重公式的推导与应用：结合牛顿第二定律，在不同情境（如电梯、台秤、斜面）中正确推导视重表达式，解决定量计算问题。 三、教学环节 （一）情境导入：生活现象引发认知冲突 1.展示三则生活情境：①情境1：电梯启动上升时，人感觉“变重”，站在台秤上示数变大；电梯减速上升时，人感觉“变轻”，台秤示数变小；②情境2：航天员在空间站中漂浮，水杯中的水不会流出；③情境3：蹦极运动中，人下落过程中感觉“轻飘飘”的，接近最低点时又感觉“被拽紧”。 2.提出问题链：“电梯中的‘变重’‘变轻’是人的体重真的变化了吗？”“航天员在太空是没有重力了吗？”“蹦极时的‘轻重感’与什么因素有关？” 3 ... ...