司南版必修1超重与失重.docx

案例6超重与失重
教学内容分析
内容与地位
《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中涉及本节的内容有条目4：“……通过实验认识超重和失重现象。”要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验超重和失重。
本节内容是本章知识应用的一个典型的例子。其典型性表现为，其一，此现象产生原因的分析要用到牛到顿第二定律，这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解，而且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，学生熟悉，可亲身感受，而且充满惊奇和妙趣，能激发学生的学习兴趣和探究热情，这对于培养学生主动学习有着极其重要的引导作用。是一个很好的学习资源。其三，超重和失重现象与航空航天技术紧密相联系，对于开发空间技术有着极其重要的战略意义。让学生了解前沿科学，对于培养学生的想象能力和创新思想具有重要作用。
教学目标
理解超重和失重现象，并能应用牛顿第二定律解释此现象。
培养学生观察能力、分析推理能力和想象能力。
体验超重和失重，激发学生的求知欲望。了解超重和失重环境的奇妙性和重要性，培养学生的探究技能。
重点难点
认识超重、失重概念，理解超重、失重的原因。
案例设计
引入新课
视频展示：翻滚过山车录相片断。
问题：从录相片段中，你们观察了什么？
学生：惊险、刺激、恐惧、不安……。
问题：为什么会出现这些心理反应？
学生1：因为速度太快，因为处于高空中，因为高速气流对人强烈冲击作用，因为高速带来的视觉上强烈刺激作用……
学生2：可能不单单是高速、高空带来刺激和不安，因为高空中高速飞行飞机中的乘客却没有表现出如此不安与恐惧。
……
老师：其实，过山车游客出现上述强烈心理和生理反应，除了同学们分析的原因之外，还有一个很重要的因素就是与我们这一节所学的两个物理现象有关，即超重和失重现象。
（设计本环节的目的是希望通过学生熟悉而又感兴趣生活现象激发学生学习兴趣，同时又点出本节课所要学习的物理内容，体现了从生活走向物理的教学设计理念。）
（对于实验条件不许可学校，教师也可改用如图6—？的实验引入新课。演示时，将装置升到天花板，当摆球摆到最高位置时，将绳子松开，让整个装置自由下落，请同学们观察现象，摆仍然保持在偏斜的位置，并不来回摆动。为什么？这就是本节课要揭示的秘密——失重现象）
为了揭开这个问题的本质，请同学们先看下面的问题。
问题1：站在地面上的同学，他对地面的压力多大？当他突然下蹲瞬间，人对地面的压力如何变化？
（问题一提出，学生坐不住了，跃跃欲试，想站起来找下蹲的感觉。学生之间议论纷纷，争论的焦点集中在后一个问题上，同学们各抒已见，思维之间相互冲突，归纳起来有两种看法）
学生1：对地面的压力变小了。
学生2：对地面的压力增大了，因为人下蹲时，人有向下冲击的作用，所以压力增大了。
（学生的认识往往依据自己已有的经验，因此课堂上如何引导，这个问题值得思考。应按认识规律，让学生在观察思考的过程中，引导他们不断修正自己的观点，形成正确的认识。）
体验实验：请一个学生站在台式体重计上，突然下蹲，观察示数的变化情况？（有条件的学校，可用一摄像头将示数变化情况投到屏幕上）
（选择这一实验理由，一是考虑可操作性，二是因为此过程既有超重问题，又有失重问题，合二为一，现象表现的问题比较突出）
观察结果：示数先变小，后又变大，即人对地面的压力先变小后变大——这就是失重和超重现象
这是为什么呢？如何解释这个现象？这是我们这一节课要研究的中心内容。
（如果说过山车录相所展示的场景，仅仅给学生对超重与失重现象认识带来“心灵”上感受，那么，这一段的设计却给学生对超重和失重带来“量”上感受。当然后续教学设计应该给学生以“质”上的认识。）
下面，我们通过具体实例从理论上探究上述现象产生的原因。
超重与失重现象
问题2：如图6—1所示，一个人在升降机内做一实验，实验时将一弹簧秤挂在升降机内，弹簧秤下挂一质量为m=5kg的物体。
问题（1）若升降机以大小a=0.8m/s2加速度向上加速运动时，此人看到的弹簧秤示数多少？此读数比重力大还是小？
给学生几分钟的思考、分析时间。在这段时间内教师最重要的工作是捕捉课堂上来自学生的有用教学信息，捕捉的信息不应只限制于学生正确的分析过程和答案，对于学生中出现的各种各样的不同的想法，同样是有用的课堂教学资源。教师选择几种有代表性的想法展示出来（板书在黑板或投影在屏幕上）。
学生的可能分析过程有：
学生1：物体受两个力作用，重力和弹簧秤对物体的拉力。因为物体的加速度向上，物体所受的合力向上，所以弹簧秤对物体的拉力大于重力，即弹簧秤的示数大于重力（定性分析）
学生2：物体受两个力作用，重力和弹簧秤对物体的拉力。因为物体的速度向上，物体所受的合力向上，所以弹簧秤对物体的拉力大于重力，即弹簧秤的