《4.6超重和失重》教学设计、导学案、同步练习.docx

PAGE1 / NUMPAGES29 《4.6超重和失重》教学设计 教材分析 本节教材是人教版物理必修一第四章中的第六节内容，本节课是利用牛顿第二定律来研究超重和失重现象，是本章知识应用一个典型例子。对超重和失重现象产生原因的分析要用到牛顿第二定律，这不仅有利于学生对定律的理解和巩固，同时也有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。另外，这还是一个贴近日常生活的实际问题，而且与航天技术紧密联系，容易激发学生的学习兴趣和探究热情。这节课对于培养学生主动学习具有极其重要的引导作用，是一个很好的教学资源。 教学目标与核心素养 一、教学目标 1．认识超重和失重现象的本质，知道超重与失重现象中，地球对物体的作用力并没有变化； 2．能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象； 3．知道完全失重状态的特征和条件，知道人造卫星中的物体处于完全失重状态； 4．运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。 二、核心素养 物理观念：建构超重和失重的物理观念，了解超重和失重的原因，超重和失重与运动方向、加速度方向关系。 科学思维：学会对实际情景“建模”，用科学的方法解决实际问题。培养学生分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。 科学探究：经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。 科学态度与责任：体验学以致用的乐趣，感受物理与生活、社会与科学技术的相关性。 教学重点 把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系。 教学难点 设计问题梯度，筛选教学资源，设计典型实验，引导学生探究，控制讨论交流时间是本节的难点。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 做一做：用手迅速向上提起重物观察秤的示数，当物体静止后观察秤的示数，你发现示数相同吗？这是为什么呢？ 出示图片 参考答案：示数不相同，用手迅速向上提起重物时示数较大。 这一现象就与我们今天要学习的超重和失重现象有关。 学生动手操作并观察示数 体会视重与物体的加速度有关，引出本节课题超重和失重。 讲授新课 一、重力的测量 1．重力：由于地球的吸引而使物体受到的力G=mg（实重）。 2．重力的称量 （1）视重：测量仪器显示的读数，是指物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力。 （2）测量重力常用的两种方法 一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。 另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量。 根据二力平衡的原理：物体受到的重力G=台秤对物体的支持力F；根据牛顿第三定律：物体对台秤的压力F'和台秤对物体的支持力F是一对作用力和反作用力。因此物体的重力G=物体对台秤的压力F'（数值上）这是测量重力最常用的方法。 二、超重和失重 1．超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象（视重>实重）。 2．失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象（视重<实重）。 思考讨论：人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？ 分析：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。 根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力FN大小相等，方向相反。 解析：选取人为研究对象。人体受到重力mg和体重计对人的支持力FN，这两个力的共同作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。 （1）人加速向下运动 设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示 根据牛顿第二定律，有 mg－FN＝ma FN＝m（g－a）<mg 即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力，所以属于失重现象。 α向下视重<重力失重现象 （2）人减速向下运动 如图所示： 加速度方向与运动方向相反，有 mg－FN＝－ma FN＝m（g＋a）>mg 此时，体重计的示数大于人受到的重力。 所以属于超重现象。 α向上视重>重力超重现象 （3）人静止时，受力分析如图： 根据二力平衡的原理：FN＝mg 教师总结：人站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后变大，再变小，最后保持不变。 思考与讨论：图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。请你分析力传感器上的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。 出示图片：在体重计上的人 参考答案：起立时先超重后失重，F先大于500N，后小于500N； 下蹲时，先失重后超重，F先小于500N，后大于500N； 思考讨论：人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？ 参考答案：站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，但如果把体重计放在加速下降或上升的电梯中，体重计上的示数就会变化。