超重与失重教学设计Word文档格式.docx
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理解超重和失重产生的条件与实质。
2.本节是学生学完牛顿运动定律后,知识的迁移和应用部分,因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。
表现其一:
超重和失重产生原因的分析,要用到牛顿第二、第三定律,这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解,也有助于培养学生分析问题的能力.其二,这是一个贴近日常生活的实际问题,能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。
其三,超重和失重现象与航天技术紧密联系,让学生了解我国前沿科学,意在激发学生情感价值。
三、学情分析
通过前面对“牛顿第二定律”的学习,学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解,但对定律的运用还不是很熟练,可能将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂,教学中要注意引导学生,将新知识纳入旧知识结构,让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。
学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响,容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈,把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”;
容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。
因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。
激发了学生的学习兴趣,提高动手与合作能力,养成透过现象看本质的物理意识。
四、教学目标
根据课标要求和具体的教学内容,特设定以下教学目标。
l、知识与技能:
(1)认识超重和失重现象;
(2)知道产生超重、失重现象的条件;
(3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。
2、过程与方法:
(1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程,体验超重和失重现象。
(2)经历实验和理论探究过程,体会科学探究的方法,领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。
3、情感、态度与价值观:
(1)通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验,让学生学会观察生活,知道物理就在身边。
(2)了解一些我国航天技术的成就激发学生对科学的兴趣和热情。
(3)培养学生科学探究能力,激发成就感;
养成学科学、爱科学、用科学的习惯;
从探究中体验科学之美,体会合作的重要性。
五、教学重点及难点
重点:
什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。
难点:
(1)产生超重和失重现象的实质;
(2)运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。
六、教学策略与手段
“情景——问题——探究——结论”的学生自主探究教学模式。
七、课前准备
多媒体的设计与准备
分组实验:
弹簧秤悬挂钩码实验(二人或四人一组)
演示实验:
可乐瓶、水,教鞭、重物,航天员在飞船当中的失重状态剪辑录象。
八、教学过程
(一)趣味实验激发悬念
演示1:
在教鞭的一端系挂一重物,现手握教鞭的一端,向上或向下加速平动教鞭,则见教鞭与静止时弯曲度的对比变化明显。
师:
为什么会出现这种现象?
(这个实验的设计简单而巧妙,可先让同学们猜测。
让人直接体验了超重又有些意料不到。
)
演示2:
将水装入可乐瓶中,在顶部及底面各打一小孔,水从孔中喷出。
现让可乐瓶竖直上抛,在上抛及下落过程中,水将不再从孔中喷出。
为什么会发生这种现象呢?
(将孔开在底部和做竖直上抛。
实验前,可先让同学们猜测,增强思维冲突。
生活中有许多司空见惯的事,可是只要我们仔细观察,会发现许多意想不到的、有趣的秘密。
这节课我们来揭示此现象的秘密——引出主题:
超重和失重。
(点出本节课的学习和探究主题:
什么是超重(失重)现象?
引起超重(失重)现象的原因是什么?
呈现学习目标:
(1)什么是超重(失重)现象?
(2)什么样运动情况下会出现超重(失重)现象?
(3)为什么会出现超重(失重)现象?
(二)新课教学
1、分组实验——感受什么是超重(失重)现象?
(1)实验内容
如图所示,在弹簧秤下端挂一钩码,仔细观察钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时、突然上升和突然下降时弹簧秤示数的变化。
将实验现象填列表格:
钩码运动状态
弹簧秤示数的变化
静止
缓缓上升
缓缓下降
突然上升
突然下降
(2)分组实验,发现问题
教师将学生分组。
学生分组实验,组内讨论交流。
记录实验中发现的现象,以及想知道的疑问。
教师对学生的实验方式和交流问题,做出适当的反馈与评价。
(3)提出概念
请一组同学来回答实验结果:
生:
钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变。
突然上升时,弹簧秤的读数变大。
突然下降时,弹簧秤的读数变小。
你看到的弹簧秤读数(直接)表示的是什么力?
是钩码的重力吗?
生:
不是钩码的重力,应该是钩码对弹簧秤的拉力。
(教师引导学生对实验结果进行归纳总结。
钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变,此时读数为钩码对弹簧秤的拉力,等于钩码的重力;
突然上升时,弹簧秤的读数变大,说明此时拉力大于钩码的重力;
突然下降时,弹簧秤的读数变小,说明此时拉力小于钩码的重力。
这种物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力),大于物体的重力的现象,称为超重现象。
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力),小于物体的重力的现象,称为失重现象。
(此环节,教学的焦点是认识超重与失重的现象。
◆过渡语:
我们认真观察到现象,还要对观察到的现象深入思考,然后提炼出自己的看法!
2、实验验证——感知什么样运动情况下会出现超重(失重)现象?
现在我们知道超重和失重现象了,那么,在什么样运动情况下观察到超重与失重现象?
(1)回味现象,进行猜想
让学生回忆上面实验现象,大胆猜想,发生超重与失重现象可能哪些运动量有关?
(学生可能会提出:
速度的方向,速度的大小,加速度的方向,加速度的大小,位移大小方向等)
(2)组内讨论验证
小组内成员针对问题进行交流讨论。
讨论主题:
用你们的实验方式观察,在什么样运动情况下出现超重与失重现象?
此时物体运动状态到底如何?
思考题:
1物体的超重和失重是取决于物体运动(速度)的方向吗?
②水平方向存在加速或减速运动会产生超重和失重现象吗?
如何验证?
③分析实验情况,得出实验结论。
(3)组间交流评价
教师据教学现场,多请几组做相互交流与评价。
(4)教师引导整合
教师在众多的交流问题中,抓住主要问题,在什么样运动情况下出现超重和失重现象?
进行引导。
据学生交流评价和达成的共识,依次完成板书如下(副板书1):
(5)师生达成共识:
物体处于超重还是失重状态,仅由竖直方向加速度决定,与物体速度方向无关。
(此环节教学焦点是从运动特征上,深入观察实验与讨论分析,带来“量”的感受。
◆过渡语:
我们从运动学的角度分析了,竖直方向存在加速度,物体会产生超重与失重现象。
超重与失重现象是不是物体的重力发生了变化呢?
(停留片刻)我们能否根据掌握的运动规律来探究出现超重与失重现象的本质呢?
3.理论探究——感悟为什么会出现超重和失重现象?
(1)组织探究
针对分组实验,组织小组继续自主探究“物体产生超重与失重的本质”,并完成以下思考题。
①超重与失重现象的本质是_____________物体重力____(填变或不变)
②_______________________称为完全失重现象。
教师引导学生用牛顿运动定律的分析方法来分析问题。
请小组代表上台讲解,针对学生的讲解,规范学生应用牛顿运动定律分析、解决问题的思路:
假定运动(向上或向下、加速或减速)→选取研究对象进行受力分析→根据F=ma列出方程得出支持力的表达式→根据牛顿第三定律对压力的变化判断。
教师在小组代表讲解基础上,补充上环节的副板书。
探究结果:
产生超重与失重现象的原因是在竖直方向上存在加速度,本质是物体对支持物的压力大小变化,物体的重力始终没有变化。
(2)结果外推
讨论:
物体在失重的情况下,加速度等于重力加速度时,将会发生什么现象?
引出概念:
如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,称为完全失重现象。
(3)前后呼应
小组讨论并发言,解释引入课题中的演示2(学生可能将实验方法做拓展,教师要给以适切的评价)。
(理论探究也是探究学习重要的方式之一。
此环节通过学生自主理论探究,既对超重和失重现象的本质有亲身的感悟,也对超重和失重有了从现象到本质成功体验,也突破了难点。
4.反馈应用巩固知识
在完全失重情况下,弹簧称还能称出物体的重力吗?
天平还能称出物体的质量吗?
实例:
观看录像“航天员杨利伟在飞船当中的失重状态剪辑”。
(教师以此为素材介绍完全失重现象的利与弊,让学生体会物理与科学的联系,感受科技离我们并不遥远,激发学习的兴趣,培养学生想象力及综合分析问题的能力。
我们从生活现象出发,学习的超重和失重现象及本质,回归生活实践,还可以解释那些现象呢?
5.丰富现象回归实践
小组交流、讨论、举例生活实践中的超重和失重现象,代表陈述。
教师准备三个事例素材,让学生讨论并解释:
(据教学时间与条件进行取舍)
实例1:
一个同学站在健康秤完成一个下蹲和起立的过程,另外一个同学观察健康秤示数的变化情况。
先让学生议议可能看到的现象。
后请仔细观察这样几个读数:
1)人站在秤上静止时健康秤的示数为多少;
2)在下蹲的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化;
3)最后当他蹲下后静止时示数又为多少。
4)在站立的过程中健康秤的示数发生了怎样的一种变化。
实例2:
谈谈我们平时乘电梯时有何感受,并试着解释。
在学生讨论交流之后。
教师播放flash帮助理解并解释现象,强化学生正确的生活体验,纠正错误的体验。
航天员杨利伟返回地面后,电视台记者在对他进行采访时,有一段很生动的对话:
记者:
当你乘坐飞船升空时,你有什么感觉?
杨利伟:
感到有载荷,就是感到胸部受到压力。
压力很大?
感到很难受吗?
还可以,不觉得很难受。
我们平时训练时,这种压力可达到8个G,说得通俗一点,就等于有8个人压在你的身上。
飞船加速上升时,压力没有这么大。
你什么时候感到失重?
当时的感觉怎样?
在船箭分离时候,感觉身体突然被抛了一下,就飘了起来,船里的小灰尘也飘起来了。
让学生试着理解这些话语,鼓励学生课后继续查阅自己感兴趣一些问题,如太空饮食,太空睡觉,太空悬浮冶炼等等。
师:
生活中还有哪些“类似”的经历?
在游乐场坐过山车时,坐飞机,蹦极。
。
(教师及时捕捉学生