【教学目标】

一、知识与技能

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、过程与方法

1、经历观看实验，分组实验、讨论交流的过程，观察并体验超重和失重现象;

2、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。

三、情感态度与价值观

1、通过探究性学习活动，体会牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，产生探究的成就感;

2、通过运用超重与失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律是有价值的;

3、通过观看有关杨利伟在太空的视频片段，激发学生爱国、爱科学的热情。

【教学的重点与难点】

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。

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。

【教学策略】

演示、讨论、讲解、分组实验探究。

【教学用具】

每两位同学一个弹簧秤与一个砝码。

【教学过程】

情景引入：播放杨利伟在太空的工作的视频片段。

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。

记者：压力很大?感到很难受吗?

杨利伟：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。

记者：你什么时候感到失重?当时的感觉怎样?

杨利伟：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。

思考与讨论：

师：上面对话中的“有载荷”、“有压力”、“失重”等是在怎样的情况下产生的?

生：“有载荷”、“有压力”、是在加速上升的产生的，而“失重”是在飞船入轨后产生的。

师：你是否也有过“类似”的经历?

生1：坐电梯

生2：在游乐场坐过山车时。

师：同学们说得很对，我们今天就来学习超重与失重。

实验探究：

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。将实验现象填入下列表格：

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。

引导学生分析钩码在各种状态下的受力情况及加速度方向及应用牛顿运动定律列出方程：

由此引入超重与失重的概念：

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。

同时说明拉力(压力)的含义。

引导学生得出超重与失重的四种情况：

讨论与思考：

(1)据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63kg，(装备质量不计)假设飞船以加速度8.6m/s2竖直加速上升，这时他对座椅的压力多大?

(2)杨利伟训练时承受的压力可达到8个G，这表示什么意思?

(3)当飞船返回地面，减速下降时，请你判断一下杨利伟应该有什么样感觉?

让学生思考5分钟后回答。

师：在生活中也存在超重与失重现象：

讨论与思考：

一个质量为70kg的人乘电梯下楼，刚开始电梯以3m/s2的加速度匀加速下降。

求：这时他对电梯地板的压力。(取g=10m/s2)

若电梯的加速度为10m/s2，结果又如何?

学生通过计算发现当电梯的加速度为10m/s2时，人对地板的压力为零。

此时引入完全失重的概念：

当物体以大小为等于g的加速度竖直下落时，它对悬挂物或支持物完全没有作用力，

好像没有了重力一样，称为处于完全失重状态。

实验验证：

当装有水的水杯壁上有一个孔时，在水压作用下，水会从孔中流出来。如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢?

经过实验发现水柱消失，原因是什么?

师：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对小孔处的水的没有压力，小孔没有水流出。

师：太空中飞船中的人和物也处于完全失重状态。

播放太空空间站航天员的生活片段视频。

课外活动：

家里有体重计的同学可以回家做一做，先站体重计上不动，读出台秤的示数;接着突然下蹲，读出开始下蹲时台秤的示数变化，想一想为什么会发生这样的现象?

然后先蹲着不动，读出台秤的示数;接着突然起立，读出开始起立时台秤的示数变化?

也想一想为什么会发生这样的现象?

【板书设计】

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。

物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。

超重与失重的四种情况：

课后反思：这节课通过演示、讨论、讲解、分组实验探究超重与失重的现象，教学效果显著，学生课后反映良好。

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