物理必修 第一册超重和失重教学设计

这是一份物理必修 第一册超重和失重教学设计，共18页。教案主要包含了基本信息，设计思想，学习者特征， 教学内容与任务，教学目标，信息资源与教学环境设计，教学过程等内容，欢迎下载使用。

一、基本信息
教师姓名
课名
超重和失重
学科
物理
章节
第四章
教材版本
人教版
课时
第四课时
课型
新授课
年级
高一
二、设计思想
超重和失重这节是必修一的最后一节内容，本质是运动和相互作用的问题，和日常生活紧密相关。从受力角度可以得到超重与失重的概念及本质，从运动学角度通过加速度可以得到超重和失重的特征规律。结合牛顿运动定律探究本节内容，将已学知识融会贯通，有利于加深对物理本质的理解，提升科学素养。
根据课程标准，本节教学中，明确提出要通过实验认识超重和失重现象。要求重视让学生体会用牛顿运动定律解决问题的思路，能从力与运动的角度，分析生产生活中的有关现象、解决有关问题，体会到物理学是对自然现象的描述与解释，激发学生学习物理学的兴趣。
三、学习者特征（学情分析）
学习本节内容前，学生已经学习了牛顿运动定律并进行了一定练习，可以对研究对象进行受力分析及运动分析，明白加速度是力和运动的枢纽。同时对超失重在生活中的现象有切身体会，比如站起下蹲、坐电梯、玩过山车等。但是超重和失重的概念较为抽象，对学生来说较难深入理解，可能存在一些误区如认为超重失重就是重力的增减，完全失重情况下不受重力，有必要通过实验探究消除错误观念。虽然高一学生经过了一些实验的研究，有基础的实验探究能力及现象分析能力，但自主探究发现物理规律的能力仍然较弱，还需要教师创设情境，引导他们运用已有的知识和方法解决实际问题。
四、 教学内容与任务
1、 超重和失重的概念，本质及产生条件，建立运动与相互作用观念。
2、对生活中的超重和失重现象建立物理模型，完成人下蹲站起及电梯内的超重和失重现象观察，分析过程中的超重和失重现象。
3、例题练习，体会物理与生活的紧密联系。
五、教学目标
1、 物理观念：知道超重和失重的概念，理解超重和失重的本质及产生条件，建立运动与相互作用观念。
2、 科学思维：对生活中的超重和失重现象建立物理模型，会运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。
3、 科学探究：完成人下蹲站起及电梯内的超重和失重现象，分析过程中的超重和失重现象。
4、 科学态度与责任：体会物理与生活的紧密联系，提升科学思维能力与实验探究能力。
五、 教学策略设计
1、 讲授法：对于基本的理论及知识点，结合板书进行系统讲解。
2、 实验探究法：探究人站在体重计上时运动状态对示数的影响，包括下蹲站起过程和电梯上升下降过程。实验从力和运动两个角度研究，通过体重秤的示数测量力，通过手机传感器测量加速度，过程采取学生动手及教师演示结合，引导学生分析结论。
3、 信息技术融合：充分利用智慧课堂对课前预习、课中学习以及课后巩固过程进行辅助。
（1） 课前发布预习材料，并附上引导性问题，借助平台获取学生的学习进度和反馈信息，精准定位易错、难理解的知识点，便于在课堂中突出讲解。同时让学生自己利用平板中高中物理应用里的超重与失重演示实验进行仿真模拟，提前了解超失重现象。
（2） 课堂中通过抢答、随机选人、在线答题、投票器等功能增强互动
性、及时反馈学生的学习情况，对于出现的问题进行实时解答并调整讲解策略。实验探究过程中，利用智慧课堂将实验现象以及手机软件 Phyphx界面投屏到大屏幕上，便于学生实时观察、总结规律。
（3） 课后布置适量作业检验学习成果，学生完成后利用智慧课堂进行批改并生成报告。根据学生的学习情况可以识别薄弱环节、智能推送习题并实现自动批改，学生利用批改结果和错题反馈进一步全面掌握知识，教师根据该结果及时调整后续练习，达到巩固基础、提升能力的效果。
七、信息资源与教学环境设计
智慧课堂大屏、智慧平板、智能手机、phyphx 软件
八、教学过程
教学环节
起止时间（“-”） （按照完
整视频的
时间点）
环节目标
教师活动
学生活动
媒体作用及分析
新课导入
00:00-01:10
引出超重和失重主题，同时引发学生思考为什么会出现这样的现象，为之后完全失重的学习埋下伏笔。
教师手拿装
有水和乒乓
球的瓶子，
倒过来后立
即从高处静
止下放。
学生仔细观
察下落过程
中乒乓球在
水中的位
置。
该过程速度
太快，教师
播放提前拍
摄好的慢放
视频，清晰
展现实验现
象。
概念讲解
01:10-04:30
引出测量重
力的两种方
法：利用
G=mg 以及力
的平衡条
件。
问题：本节
标题超重和
失重两词都
与重力相关，如何测量重力？
（提示：已
知当地的重
力加速度如
何测量？想
测量某位同
学的重力，
可以怎么
做？）
测量同学重
力的方法学
生很容易回
答出使用体
重秤，体重
秤上显示的
示数是人的
质量，但实
际上它并不
是一个测量
质量的工
具。
多媒体展示
对应图片，
讲解更生
动。
让学生回顾
前识，还得
出人处于平
衡态时体重
计才能反应
真实重量。
由此引出视
重和实重的
概念，体重
秤示数反应
的就是视
重。
问题：体重
计实际测量
的量是什
么？如何测
量？
学生回答问
题，在学习
过牛顿定律
的前提下，
很容易得到
答案。
人在体重秤
上站起下蹲
实验探究
04:30-09:00
从力的角度
揭示了超重
和失重的物
理本质，为
下面从运动
角度的探究做铺垫。
实验：利用
智慧课堂的
抢答功能，
请一位学生
站在现场提
前准备好的
体重秤上进
一位学生进
行实验，其
他学生观察
实验现象
充分利用了
智慧课堂中
的教学资
源，让学生
切身参与，
从真实情境
中感受到物
行下蹲和站
起，期间用
视频展台将
体重秤的表
盘界面投屏
到大屏幕
上，强调静
止时示数反
映的是实
重，过程中
指针的示数
反映视重。
为了方便观
察播放提前
录制好的慢放视频，
理源于生活，有利于
提高学习兴
趣。并且能
够激发他们
的好奇心和
求知欲，想
要去主动探
索新课程的
内容。抢答
功能充分尊
重学生的自
愿性，实际
应用时课堂
氛围非常活
跃。
09:00-13:00
从运动学的角度研究超重和失重
问题 3：从
运动学的角
度探究超重
和失重，可
以测量哪个物理量？
实验：向学
生介绍手机软件
phyphx，
它利用手机
内置的传感
器可以进行
加速度的测
量。利用智
慧课堂中的
网页将
phyphx 界
一位学生利
用 phyphx
测量加速
度，其他学
生观察测量
出的图像特
征，思考过
程中的运动
状态以及加
速度的变
化。
教师与学生
合作完成实
验，用手机
传感器
phyphx 测
量加速度，
自动采集数
据，利用软
件中的远程
访问将生成
的动态图像
实时展现在
大屏幕上，
结合智能手
机和智慧课
堂，让学生
聚焦规律分
析而非繁琐
面展现在大
屏幕上，利
用智慧课堂
的抢答功能
请一位学生
上来手持手
机进行快速
下蹲及站
起，实时测
量的加速度
随时间变化
的图像就可
以展现在大
屏幕上。得
到图像后，
引导学生思
考过程中的
运动状态以
及加速度的变化。
记录，高效
完成实验任
务。而且使
用到的工具
也是容易获
得的，学生
课后也可以
自己完成这
个实验。
人站在体重
秤上随电梯
上升下降实验
13:00-22:05
站起下蹲过
程持续时间
短，因此运
动状态和加
速度不好一
一对应。通
过研究电梯
问题：电梯
运行过程中
的运动状态
及受力情况
如何？
实验：教师
学生自主归
纳总结，利
用智慧课堂
平板完成表
格。
填写结束后
在大屏上展
学生通过超
重和失重的
概念很容易
完成表格，
利用智慧课
堂展示结
果，学生能
中的超失重现象的实验数据，找到超失重的运动学特征。
在电梯中站
在体重秤上
保持静止，
测量上升和
下降过程中
体重秤的示
数以及
phyphx 软
件测量的加
速度。本实
验采取教师
演示。截取
向上加速、
向上减速、
向下加速、
向下减速的
四个状态下
的体重秤示
数和加速度
图像。
教师对学生
的完成情况
进行评价与
补充。
问题：观察
表格，超重
和失重和运
现每位学生
的解答。
根据表格内
容思考总结
超失重的运
动学特征。
直观看到其
他人的成
果，进行互
相学习与借
鉴。表格中
各个物理量
一目了然，
再让学生进
行自主定性
分析就很简
单了。
动学哪个物理量有关？
定性分析
22:05-23 ：
40
理论分析超失重与加速度的关系
问题：从理
论角度分
析，如何证
明超重和失
重与加速度
方向有关？
利用牛顿第
二定律 mg-
FN=ma 分
析，深入理
解、掌握超
重和失重的特征。
由实验情境
上升到理论
知识，加深
学生对物理
规律的发现
和探究过程的体会。
定量计算
23:40-29
：00
完成例题并
讲解，巩固
练习
例 1：电梯
运行时的 a-
t 图像如
下，若质量
为 50kg 的
人，站在体
重秤上并和
它保持相对
静止，估算
秤受到的压
力范围，g
取 10 m/s2
全体学生作
答，其中一
位上黑板作
答。
学生对所学
知识进行应
用练习，当
堂反馈问
题，有利于
知识的掌握
和吸收。
完全失重内容讲解
29:00-33； 33
讲解完全失
重的概念以及产生条件，并举例
太空中的完
全失重说
明。
问题：如果
电梯突然坏
了，以重力
加速度向下
运动，人所
学生一步步
思考并回
答。
使用智慧课
堂中的 AI
小助手解答
浮力的本质
是压力差，
帮助解答问
题。
受的支持力
是多少？
问题：地面
上存在哪些
完全失重的
情况？
问题：课堂
最开始的小
实验中，自
由落体运动
时乒乓球为
什么不受水
的浮力？
实践应用
33:33-40:10
应用物理知
识，借助受
力分析法、
隔离法、整
体法等方法
解决实际问
题
问题：乒乓
球用细线系
着，另一端
固定在烧杯
底部，在烧
杯中加水直
至淹没乒乓
球。将烧杯
放在电子秤
上，剪掉细
线后的瞬
间，电子秤
的示数如何变化？
利用投票器
发出问题。
现场实验并
解释答案。
学生利用智慧平板回答问题并辅助教师实验。
将实验过程
和现象清晰
的呈现在大
屏幕上，增
强学生的视
觉、听觉参
与，提高专
注力。
课堂小结
40:10-40:4
总结归纳知识
将本节课学习的所有内容，展现在一页 ppt 上进行总结
回顾总结
智慧白板高
清显示的超
大屏幕具有
极佳的视觉
体验，还可
以直接进行
屏幕推送，
避免因模糊
产生的理解偏差。