共1課時
7 利用牛頓運動定律解決問題…高中物理教師2003年課程標準版
1教學目標
1、認知目標：了解超重和失重現象及其發生的條件； 了解超重和失重現象的本質；
2、能力目標：培養學生發現問題、提出問題的能力； 提高學生處理實際問題時提取模型的能力； 增強學生在各種場景中發現問題本質的能力；
3、情感目標：通過教師情景設置、熱情引導，鼓勵學生敢于探索、敢于提問、敢于創新； 借助小課堂實驗、多媒體課件、豐富的網絡資料用牛頓運動定律解決問題一，培養學生對物理和科學的熱愛；
4、教學方法目標：細心觀察、用心思考、敢于提問、多比較、與同學討論；
5、人際交往目標：學會同學之間的溝通與合作，學會參加集體活動；
2學情分析
學生在本堂課中可能會遇到主要的思維障礙和困惑：
1、有了重力的概念，有的同學可能會認為超重就是重力增大，失重就是重力減小，完全失重就是重力完全消失。 要解決這個問題，更好的辦法是采用一系列的演示，使用最常見、最簡單的物品和儀器（如學生詞典、學生自制的彈簧秤等）和科技含量較高的設備和儀器（如攝像機、力（傳感器和計算機）來解釋當物體處于超重或失重狀態時，只有物體對支撐物的壓力或對懸掛物體的拉力發生了變化，而物體的重力則發生了變化。對象仍然存在并且其大小保持不變。
3 重點與難點
教學重點是完全失重現象。
教學難點 準確理解超重力、失重和完全失重現象的本質。 要理解超重力和失重現象，并不是物體重力的變化，而是對物體的支撐力或拉力的變化。
教學難點的突破
1、設置多種超重、失重場景，討論分析各種場景下支撐力與重力的關系，突出支撐力或拉力的變化；
2、通過加速度方向定性判斷物體是否處于超重力或失重狀態。
4 教學流程 4.1 第一小時教學活動 活動一【教學】新課
1.通過論證實驗，引出需要探索的問題
1.讓學生完成一項“不可能的任務”：
每兩人一組，拿著一根細棉線和一個100克的鉤碼，讓學生嘗試各種方法用鉤碼拉斷棉線。 （學生之間可能有多種方法）提出新問題：鼓勵學生思考多種方法，讓學生思考每種方法所使用的原理。 重點是使用突然向上拉繩子或類似的方法來折斷繩子，并讓學生嘗試解釋原因。 學生研究了牛頓運動定律，知道當重物勻速向上運動時，繩子拉動物體向上的力等于物體的重力。 為什么勻速向上拉物體時繩子不會斷裂，而快速拉物體時繩子卻斷裂？
2. 進行如上圖所示的實驗。 首先請學生思考、討論有多少種方法可以打破泡沫板？
①用手按壓
②放置重物（一開始沒有碎，后來重了就碎了）
③ 快速拉起，重物將泡沫板壓破。 這是什么意思？ （壓力變大了）為什么壓力變大了？
指導：當物體被快速向上拉時，物體獲得速度、加速度和位移。 哪些情況會導致壓力增加？
2. 實驗觀察
引導學生得出結論，提出超重和失重的概念：將物體放在固定的秤上，觀察秤的讀數。 這個讀數就是物體在秤上的壓力值，稱為表觀重量。 此時的表觀重量就等于物體的重量。 ; 如果將彈簧秤快速向上舉起，則彈簧秤的示值大于物體的重力。 電梯啟動時，還觀察到表觀重量大于正常測量值。 當電梯停止時，還觀察到表觀重量比正常測量值小。 對此提出一個概念：“這種物體對支撐物的壓力（或懸掛物體的拉力）大于物體重力的情況稱為升力現象。物體對支撐物的壓力（或懸掛物體的拉力）大于物體重力的情況稱為升力現象。”支撐力（或懸掛物體的拉力）小于物體的重力，稱為失重現象。
2.小??游戲：如何最小化測功機上的讀數？ 比賽規則在賽前公布：
①腳不能離開地面，手不能握住其他物體
②在讀數準備好之前不要離開秤。
3、理論探索：物體在秤上的壓力與其加速度之間有什么關系？
規范學生牛頓運動分析定律的應用和解題思路：假設應用（上升或下降、加速或減速），選擇研究對象進行受力分析，根據牛頓第二定律得到支撐力的表達式方程，然后根據牛頓第三定律判斷壓力的變化。
1、隨電梯勻加速直線向上運動時：
牛頓第二定律
F支鏈-mg=ma
可用的：
F支鏈=mg+ma>mg
由牛頓第三定律可知：
F壓力=F支路（尺寸）
F壓力=mg+ma
F壓力>mg
2、電梯勻減速向上運動時：
牛頓第二定律
mg-F支鏈=ma
可用的：
F支鏈=mg-ma
由牛頓第三定律可知：
F壓力=F支路（尺寸）
F壓力=mg-ma
F壓力
研究結果：“超重和失重的原因是垂直方向的加速度。”
思考：水平方向的加速或減速會產生超重和失重嗎？ 組織學生討論：“向上運動一定會產生超重，向下運動一定會產生失重嗎？” 組織學生交流，要求學生走到黑板前。 在棋盤上玩。
加速方向向上，導致超重。
歸納規則：
加速向上
加速度方向向下，導致失重。
減速
加速向下
緩慢向上
得出結論； 物體是否處于超重或失重狀態僅由加速度的方向決定。
4、尋求新方法
簡介：我們用彈簧秤來觀察超重和失重的現象。 指示變化不確定且轉瞬即逝，難以觀察。 有沒有一種測力儀器可以記錄所有瞬時受力情況？ “力傳感器”就是這種儀器，它可以幫助您解決觀測瞬時力的問題。
根據課件講解：如何使用數學采集器來觀察電梯內的超重和失重現象。 力傳感器將力的大小轉換為電信號，數據收集器將電信號轉換為數學信號。 計算機處理數據并繪制出力隨時間變化的曲線。 力隨時間的變化被永久記錄。 根據Ft圖像，可以看到物體在各個時間段的運動情況。 應用：根據圖像還可求出電??梯的最大加速度。 (取g=10m/s2)
5. 結果的外推
1.完全失重：當加速度等于g時，讓學生分析懸掛的物體或支撐物對物體施加了多大的拉力或壓力？此時物體只受到重力的影響，物體對物體的壓力是多少？支撐力（懸掛物體的拉力）為零。 這種狀態稱為完全失重。
2.問一個問題：你知道物體在完全失重的狀態下會發生什么嗎？
觀看楊利偉在太空吃月餅的視頻：
A. 物體將漂浮在空中。
B、食物應制成塊狀或牙膏狀的糊狀，以防止食物顆粒“漂浮”在空氣中。 ，進入宇航員的眼睛、鼻孔……
C. 宇航員站著睡覺和躺著睡覺一樣舒服。
3.舉例生活中超重現象并解釋：
① 學生介紹乘坐電梯的感受：超重時，腳底壓力增大，感到頭暈（為什么？）失重時，感覺輕飄飄的
②小實驗：如果把一個有兩個孔的可樂瓶放在甲、乙同學之間，兩個同學會被淋濕嗎？ （斜投、垂直投擲、自由落體）
6. 作業：
學生可以自由分組進行超重和失重研究，撰寫不限字數、自設題目的短論文； （兩周內完成）
7 利用牛頓運動定律解決問題（2）
課程設計課堂記錄
7 利用牛頓運動定律解決問題（2）
1第一學期教學活動活動一【教學】新課
1.通過論證實驗，引出需要探索的問題
1.讓學生完成一項“不可能的任務”：
每兩人一組，拿著一根細棉線和一個100克的鉤碼，讓學生嘗試各種方法用鉤碼拉斷棉線。 （學生之間可能有多種方法）提出新問題：鼓勵學生思考多種方法，讓學生思考每種方法所使用的原理。 重點是使用突然向上拉繩子或類似的方法來折斷繩子，并讓學生嘗試解釋原因。 學生研究了牛頓運動定律，知道當重物勻速向上運動時，繩子拉動物體向上的力等于物體的重力。 為什么勻速向上拉物體時繩子不會斷裂，而快速拉物體時繩子卻斷裂？
2. 進行如上圖所示的實驗。 首先請學生思考、討論有多少種方法可以打破泡沫板？
①用手按壓
②放置重物（一開始沒有碎，后來重了就碎了）
③ 快速拉起，重物將泡沫板壓破。 這是什么意思？ （壓力變大了）為什么壓力變大了？
指導：當物體被快速向上拉時，物體獲得速度、加速度和位移。 哪些情況會導致壓力增加？
2. 實驗觀察
引導學生得出結論，提出超重和失重的概念：將物體放在固定的秤上，觀察秤的讀數。 這個讀數就是物體在秤上的壓力值，稱為表觀重量。 此時的表觀重量就等于物體的重量。 ; 如果將彈簧秤快速向上舉起，則彈簧秤的示值大于物體的重力。 電梯啟動時，還觀察到表觀重量大于正常測量值。 當電梯停止時，還觀察到表觀重量比正常測量值小。 對此提出一個概念：“這種物體對支撐物的壓力（或懸掛物體的拉力）大于物體重力的情況稱為升力現象。物體對支撐物的壓力（或懸掛物體的拉力）大于物體重力的情況稱為升力現象。”支撐力（或懸掛物體的拉力）小于物體的重力，稱為失重現象。
2.小??游戲：如何最小化測功機上的讀數？ 比賽規則在賽前公布：
①腳不能離開地面，手不能握住其他物體
②在讀數準備好之前不要離開秤。
3、理論探索：物體在秤上的壓力與其加速度之間有什么關系？
規范學生牛頓運動分析定律的應用和解題思路：假設應用（上升或下降、加速或減速），選擇研究對象進行受力分析，根據牛頓第二定律得到支撐力的表達式方程，然后根據牛頓第三定律判斷壓力的變化。
1、電梯勻加速直線向上運動時：
牛頓第二定律
F支鏈-mg=ma
可用的：
F支鏈=mg+ma>mg
由牛頓第三定律可知：
F壓力=F支路（尺寸）
F壓力=mg+ma
F壓力>mg
2、電梯勻減速向上運動時：
牛頓第二定律
mg-F支鏈=ma
可用的：
F支鏈=mg-ma
由牛頓第三定律可知：
F壓力=F支路（尺寸）
F壓力=mg-ma
F壓力
研究結果：“超重和失重的原因是垂直方向的加速度。”
思考：水平方向的加速或減速會產生超重和失重嗎？ 組織學生討論：“向上運動一定會產生超重，向下運動一定會產生失重嗎？” 組織學生交流，要求學生走到黑板前。 在棋盤上玩。
加速方向向上，導致超重。
歸納規則：
加速向上
加速度方向向下，導致失重。
減速
加速向下
緩慢向上
得出結論； 物體是否處于超重或失重狀態僅由加速度的方向決定。
4、尋求新方法
簡介：我們用彈簧秤來觀察超重和失重的現象。 指示變化不確定且轉瞬即逝，難以觀察。 有沒有一種測力儀器可以記錄所有瞬時受力情況？ “力傳感器”就是這種儀器，它可以幫助您解決觀測瞬時力的問題。
根據課件講解：如何使用數學采集器來觀察電梯內的超重和失重現象。 力傳感器將力的大小轉換為電信號，數據收集器將電信號轉換為數學信號。 計算機處理數據并繪制出力隨時間變化的曲線。 力隨時間的變化被永久記錄。 根據Ft圖像，可以看到物體在各個時間段的運動情況。 應用：根據圖像還可求出電??梯的最大加速度。 (取g=10m/s2)
5. 結果的外推
1、完全失重：當加速度等于g時，讓學生分析一下懸掛的物體或支撐物對物體施加了多大的拉力或壓力？此時物體只受到重力的影響，物體對物體的壓力是多少？支撐力（懸掛物體的拉力）為零。 這種狀態稱為完全失重。
2.問一個問題：你知道物體在完全失重的狀態下會發生什么嗎？
觀看楊利偉在太空吃月餅的視頻：
A. 物體將漂浮在空中。
B、食物應制成塊狀或牙膏狀的糊狀，以防止食物顆粒“漂浮”在空氣中。 ，進入宇航員的眼睛、鼻孔……
C. 宇航員站著睡覺和躺著睡覺一樣舒服。
3.舉例生活中超重現象并解釋：
① 學生介紹乘坐電梯的感受：超重時，腳底壓力增大用牛頓運動定律解決問題一，感到頭暈（為什么？）失重時，感覺輕飄飄的
②小實驗：如果把一個有兩個孔的可樂瓶放在甲、乙同學之間，兩個同學會被淋濕嗎？ （斜投、垂直投擲、自由落體）
6. 家庭作業：
學生可以自由分組進行超重和失重研究，撰寫不限字數、自設題目的短論文； （兩周內完成）