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高中物理教案:《超重和失重》

发布时间: 2019-01-04 14:37:03

修改时间: 2019-01-04 17:26:07

阅读量: 8970

作者: 小汐

游乐场中,超级秋千、云霄飞车和勇敢者转盘等游乐项目最为惊心动魄,也最受欢迎。飞车翻腾,忽上忽下,时而压迫感难忍,身躯好像要被挤扁似的,时而虚飘飘无依无托,仿佛正坠入万丈深渊。为何会有这样刺激的体验?这涉及到物理学的超重和失重,福建教师招考信息网整理《超重和失重》教案,带你揭示这一重力场里的特殊现象。

 高中物理教案:《超重和失重》

一、教学目标

(一)知识与能力

1.通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重和失重现象的条件和实质;

2.用牛顿运动定律研究超重和失重的原因;

3.能够利用超重和失重现象解释一些生活中的具体现象。

(二)过程与方法

1.通过经历超重与失重科学探究过程,培养学生的实验观察能力和分析推理能力;

2.引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。

(三)情感态度与价值观

1.渗透“学以致用”的思想,培养学生将物理知识应用于生产和生活实践的意识;

2.通过分组合作的探究性学习过程,锻炼学生主动与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具有团队精神。

二、教学重难点

(一)教学重点

让学生理解超重和失重的实质。

(二)教学难点

产生超重和失重的条件以及知识的应用。

三、教学方法

教学活动中体现教师为主导,学生为主体,探究式学习为主线的原则,使学生在教师指导下掌握知识,运用知识,解决实际问题。

四、教具准备

1.多媒体投影仪;

2.实验器材:弹簧秤、钩码、重锤、非常细的线、铁架台

五、教学过程

(一)引入新课

看视频课件:《航天飞机上的失重现象》、《失重物体的运动》。

提问:刚才所看到的录像片是在什么地方发生的?它向我们展示了一种什么现象?

总结引入:这里给我们展示了失重现象,是在航天飞机中发生的。航天飞机在起飞中产生了超重现象,在太空中又产生了失重现象。超重和失重是怎么产生的呢?这就是我们这节课研究的内容。

(二)超重现象

实验一:如图装置铁架台,用多媒体投影仪放大弹簧秤读数。装置左边为弹簧秤和弹簧秤下挂一钩码,右边为一重锤。

高中物理教案:《超重和失重》

操作1:用手抓住重锤,使整个装置处于静止状态,请学生观察屏幕上弹簧秤示数并记录。操作2:将抓住重锤的手放开,与此同时请学生观察屏幕上弹簧秤示数并记录。

实验现象:后者弹簧秤示数比前者大。

分析:

当用手握住重锤时,物体处于静止状态(平衡状态)此时弹簧秤示数应等于钩码的重力,也就是钩码对弹簧秤的拉力等于钩码自身重力。

当放开握重锤的手时,在重锤作用下,弹簧秤与钩码加速上升,设加速度为a,以钩码为研究对象,据牛顿第二定律F合=mg可知:

F合mg=ma      

所以:F合=mg+ma>mg

由分析可知,当物体具有竖直向上的加速度时,弹簧秤对物体的拉力大于物体的重力,根据牛顿第三定律,物体对弹簧秤的拉力大于物体的重力。

结论:当物体存在向上的加速度时,对悬挂物的拉力大于物体的重力,这种现象称为超重。

(三)失重现象

实验二:如图装置铁架台,左边为弹簧秤和弹簧秤下挂一重锤,右边为钩码。仍请同学观察屏幕上弹簧秤读数并记下。

高中物理教案:《超重和失重》

操作1:先用手抓住钩码,使整个装置平衡,请同学观察屏幕上弹簧秤示数并记录。

操作2:迅速放开抓住钩码的手,重锤加速下降,与此同时,请同学观察屏幕上弹簧秤示数并记录。

实验现象:后者弹簧秤示数比前者小。

分析:

当用手握住钩码,整个装置平衡,弹簧秤示数应等于重锤的重力,或者说重锤对弹簧秤的拉力等于重锤的重力。

当放开握钩码的手时,重锤加速下降,由牛顿第二定律F合=mg可知:

mg-F合=ma

所以:F合=mg-ma<mg 

由分析可知,当物体有竖直向下的加速度时,弹簧秤对物体的拉力小于物体的重力,根据牛顿第三定律,物体对弹簧秤的拉力小于物体的重力。

结论:当物体存在向下的加速度时,对悬挂物的拉力小于物体的重力,这种现象称为失重。

(四)实重和视重

1.实重:物体实际所受的重力。物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。

2.视重:当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。

(五)总结扩展

1.物体具有竖直向上的加速度时,物体就超重;物体具有竖直向下的加速度时,物体就失重;若向下的加速度为g,则称为完全失重。

2.超重与失重的实质是物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力增大或减小了,而物体自身重力并未发生改变。

3.超重与失重在生活中常见,为减轻桥梁所受压力,桥一般造成凸型,使汽车过桥时有一个向下的加速度而使桥梁所受压力减轻。

本节课从实验数据入手,结合牛顿运动定律来解释超重和失重现象,由表及里,让学生理解产生超重和失重现象的条件和实质。在教学过程中,教师承担主导角色,引导学生主动探究问题,得出结论,培养其实验观察能力和分析推理能力。


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