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2019-2020年粵教版必修一4.6《超重和失重》WORD教案07 課程具體目標(biāo) （一）知識與技能 1、通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象； 2、理解牛頓運動定律，用牛頓運動定律研究超重和失重的原因； 3、能夠利用超重和失重現(xiàn)象解釋一些生活中的具體現(xiàn)象； 4、本節(jié)課的教學(xué)重點是讓學(xué)生理解超重和失重的實質(zhì)，教學(xué)難點是在超重和失重中有關(guān)對支持物的壓力和對懸掛物拉力的計算。 （二）過程與方法 采用分組實驗、合作探究并實地感受的研究方法，讓學(xué)生通過設(shè)計多種不同的實驗方案，親身體驗、認(rèn)識生活中的超重和失重現(xiàn)象。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1、 滲透“學(xué)以致用”的思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣； 2、培養(yǎng)學(xué)生參與科技活動的熱情和將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關(guān)的超重和失重問題； 3、通過分組合作的探究性學(xué)習(xí)過程，鍛煉學(xué)生主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。 目標(biāo)制定依據(jù) 1、 通過三條牛頓運動定律的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的運用牛頓運動定律分析解決問題的能力； 2、 三條牛頓運動定律并不是彼此孤立的，通過對超重和失重現(xiàn)象的探究和學(xué)習(xí)，可以加深學(xué)生對這三條定律的認(rèn)識，進而提高了學(xué)生對以有知識的理解和分析解決問題的能力； 3、 本節(jié)課復(fù)習(xí)了關(guān)于重力的知識，通過本節(jié)課的探究和學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生區(qū)分清楚“重力”和“重量”這兩個容易混淆的概念，從而進一步理解“重力”的本質(zhì)。 教學(xué)準(zhǔn)備 1、 具體問題的提出：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過重力的測量方法和測量條件，知道放在水平桌面上的物體對桌面的壓力的大小等于物體所受重力的大?。患?xì)繩下懸掛的重物對繩子的拉力也等于物體所受的重力；這個結(jié)論在平衡條件（靜止或勻速運動）下才成立。由此提出問題：當(dāng)物體在豎直方向上的加速度不為零時，壓力或拉力還是否等于重力？請同學(xué)們設(shè)計適當(dāng)?shù)姆桨溉ヌ骄亢偷玫浇Y(jié)論！ 2、 教學(xué)器材的準(zhǔn)備：臺式體重稱8個、彈簧秤及小鉤碼8套； 3、 準(zhǔn)備超重與失重研究活動記錄表和調(diào)查研究記錄表若干張； 評價標(biāo)準(zhǔn) 1、 學(xué)生是否能夠通過合作的探究式學(xué)習(xí)方式切身感受到生活中的超重和失重現(xiàn)象； 2、 學(xué)生是否能夠根據(jù)已有的牛頓定律的知識從理論上理解超重和失重現(xiàn)象的本質(zhì)； 3、 學(xué)生是否能夠把所學(xué)到的對超重和失重現(xiàn)象的本質(zhì)的理解應(yīng)用到具體的生產(chǎn)和生活中 去并且解釋和解決一些具體的問題； 4、在合作的探究性學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生是否具有積極探索的創(chuàng)新精神、交流合作精神及對科學(xué)的好奇心與求知欲，是否樂于探究自然界的奧秘，能否體驗到探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 教學(xué)步驟， 我們知道放在水平桌面上的物體對桌面的壓力的大小等于物體所受重力的大?。患?xì)繩下懸掛的重物對繩子的壓力也等于物體所受的重力；這個結(jié)論只圾在平衡條件（靜止或勻速運動）下才成立。那么，當(dāng)物體在豎直方向上的加速度不為零時，壓力或拉力還是否等于重力？今天，我們將通過實驗讓同學(xué)們親身去體驗和探究在物體具有豎直方向加速度的情況下會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。 一、研究過程 1、 教師發(fā)給每個研究小組一個體重稱和一套彈簧秤及一個小鉤碼，每個研究小組再發(fā)給一份超重與失重研究活動記錄表和超重和失重研究記錄表； 2、 學(xué)生分組進行研究，制定方案； 3、 學(xué)生實地查資料、調(diào)查、實驗、觀察、記錄、采集素材； 4、 討論、分析，得出結(jié)論； 5、 成果交流。 附： 超重與失重研究活動記錄表 內(nèi)容項目 記 錄 備 注 小組成員 方案設(shè)計（時間、地點、方法） 步驟 1、 2、 3、 4、 觀察、記錄 結(jié)論及分析（超重、失重及相關(guān)問題） 問題思考 超重和失重研究記錄表 電梯上行： 速度（勻速、加速、減速） 速度方向 加速度方向 壓力、拉力與物體重力比較（填〈、〉、=） 判斷超重、失重 備注 靜止 F G 起動 F G 中途 F G 制動 F G 靜止 F G 電梯下行： 速度（勻速、加速、減速） 速度方向 加速度方向 壓力、拉力與物體重力比較（填〈、〉、=） 判斷超重、失重 備注 靜止 F G 起動 F G 中途 F G 制動 F G 靜止 F G 二、理論分析 1：超重和失重： （1）用投影片出示思考題組1： a：物體的速度方向和運動方向之間有什么關(guān)系？ b：物體做加速或減速運動時，加速度方向和速度方向之間有什么關(guān)系？ （2）實例分析： a：用投影儀給出示例1： 升降機以0.5m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機里的人的質(zhì)量是50kg，人對升降機地板的壓力是多大？如果人站在升降機里的體重稱上，體重稱的示數(shù)是多大？ b：分析題意： 1）人和升降機以共同的加速度上升，因而人的加速度是已知的，為了能夠用牛頓第二定律，應(yīng)該把人作為研究對象。 2）對人進行受力分析： 人在升降機中受到兩個力：重力G和地板的支持里F，升降機地板對人的支持力和人對升降機地板的壓力是一對作用力和反作用力，據(jù)牛頓第三定律，只要求出前者就可以知道后者。 3）取豎直向上為正方向，則F支，a均取正值，G取負(fù)值，據(jù)牛頓第二定律得： F支－G＝ma 則：F支＝G＋ma 代入數(shù)值得F支＝515N，所以，F(xiàn)壓＝F支＝515N。 c：問：如果升降機是靜止的或做勻速直線運動，人對升降機地板的壓力又是多大？ F壓＝F支＝mg＝500N d：比較前邊兩種情況下人對地板的壓力大小，得到人對地板的壓力跟物體的運動狀態(tài)有關(guān)。 e：總結(jié)：升降機加速上升的時候，人對升降機地板的壓力比人實際受到的重力大，我們把這種現(xiàn)象叫超重。 那么：在什么情況下產(chǎn)生超重現(xiàn)象呢？ （3）用投影片出示練習(xí)題： 一個質(zhì)量是40kg的物體，隨升降機一起以2m/s2的加速度豎直減速下降，求物體對升降機地板的壓力大小，是大于重力還是小于重力？ 學(xué)生自己分析得到：此時人對升降機地板的壓力F＝480N，大于人的重力400N，即也產(chǎn)生了超重現(xiàn)象。 2：總結(jié)得到： （1）當(dāng)物體也向上的加速度時，產(chǎn)生超重現(xiàn)象； （2）產(chǎn)生超重現(xiàn)象時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦υ龃?，即物體受到的重力沒有改變，而物體的重量變大了； （3）超重現(xiàn)象的實質(zhì)是實重沒有改變，而視重變大了。 3、用類比法得到： （1）當(dāng)物體有向下的加速度時，產(chǎn)生失重現(xiàn)象（包括勻減速上升，勻加速下降）。此時F壓或F拉小于G。 （2）當(dāng)物體有向下的加速度且a＝g時，產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象，此時F壓＝0或F拉＝0； （3）產(chǎn)生失重和完全失重時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谖矬w的重力，即物體受到的重力沒有改變，而物體的重量變小了； （4）失重現(xiàn)象的實質(zhì)是實重沒有改變，而視重變小了 4、鞏固訓(xùn)練： (1)、關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是（ ） A、 超重就是物體所受的重力增加了； B、 失重就是物體所受的重力減少了； C、 完全失重就是物體一點重力都不受了； D、不論超重或失重甚至完全失重，物體所受的重力都不變。 （2）彈簧秤的秤鉤上掛一個質(zhì)量為１千克的物體，在下列各種情況下，彈簧秤的讀數(shù)為多大？（ ） A、 以0.2米／秒2的加速度豎直加速上升，彈簧秤讀數(shù)為10牛。 B、 以0.1米／秒2的加速度豎直減速上升，彈簧秤讀數(shù)為10牛。 C、 以0.1米／秒2的加速度豎直加速下降，彈簧秤讀數(shù)為9.7牛。 D、以0.2米／秒2的加速度豎直減速下降，彈簧秤讀數(shù)為10牛。 （3）在人造衛(wèi)星中，下列哪能儀器不能用（ ） A、天平 B、彈簧秤 C、水銀溫度計 D、密度計。 三、小結(jié)： 1、 叫超重； 叫失重； 叫完全失重。 2、產(chǎn)生超重、失重及產(chǎn)生完全失重的條件分別是什么？ 3、產(chǎn)生超重和失重時，重力、壓力、拉力變化的是什么？不變的是什么？ 四、作業(yè)： 1、查閱資料了解在人造衛(wèi)星上進行微重力條件下的實驗，嘗試設(shè)計一種在人造衛(wèi)星或宇宙飛船上進行微重力條件下的實驗的方案。 2、通過多種活動，如乘坐電梯，到游樂場乘坐過山車、垂直升降機等，了解和體驗失重 和超重。 五：閱讀材料：幾個小實驗： 1、用冰淇淋紙杯做失重實驗 如圖1．30－1，把兩個金屬螺母（M10－12毫米）拴在一根橡皮筋的兩端，再把橡皮筋的中點用一短繩固定在冰淇淋紙盒（或鐵罐）底部正中，讓螺母掛在空盒的口邊上。實驗時讓空盒從約2米的高處自由下落，你會發(fā)現(xiàn)螺母被橡皮筋拉回盒中，并發(fā)生“咔噠”的撞擊聲。請你試一試，并思考下列問題： （1）為什么下落時，螺母會被拉入到盒內(nèi)？ （2）在空盒放手后的初始階段，螺母是否以重力加速度g自由下落； （3）放手后，空盤是否以重力加速度g下落？