失重和超重的研究性学习罗田县育英高中汪利明一、课题分析与课型设计1、知识目标1) 应用牛顿第二定律解关于竖直方向加速运动的问题。
2) 通过学生实验、学生推导加深对超重和失重的理解。
2、教学重点难点：理解超重和失重的含义，发生超重和失重现象的条件3、教学设计思路：本节教学是在两周前布置下活动提纲后进行的，使学生从实际生活中发现相关内容，有一定的感性认识，采用让学生自己去查找资料，做小制作、设计试验、摄像、照相、做演示文稿等方式，以达到扩展学生创造思维、发挥创造力、摆脱课堂的束缚，增强学生自主学习与采用多种形式学习的能力。
二、准备工作第一阶段布置研究课题，成立小组宣布研究课目标和奖励办法布置预习课本思考问题成立小组，选出负责人成立备课小组，确定主持人第二阶段按小组发放表格发放研究活动记录表（见附录一）明确时间表和要求各小组负责人组织组员讨论，着手填表第三阶段小组课外活动阶段各小组完成填表各小组负责人集中，检查成果，确定重点，布置重点准备的内容，落实相应的语言解说、图片播放、动画表现主持人确定上课流程，串词、制作幻灯、课堂设计第四阶段总结汇报课前准备，桌椅编排现场展示实验附录一参考资料来源：1、课本62页的实验；2、网上查询；3、图书馆查阅图书4、独立思考、集体讨论、请教家长三、课堂流程安排1、观看录像和图片，请学生列举生活中的超重和失重现象2、引导学生从现象中总结，如何定义超重和失重现象，明确重力没有发生变化3、请做得最好的组派代表分析规定的电梯试验的结果，总结出加速度方向决定了发生超重现象还是失重现象；如学生能力允许，可以运用牛顿第二定律定量计算，根据是中得出加速度的具体数值。
4、进入趣味试验阶段，由各小组将设计的趣味试验进行现场的演示，并向大家提出问题，请大家解释，或自己做出分析，教师不做过多干预，主要就实验的创造性，科学性进行鼓励性的宏观点评。
5、与超重和失重有关的物理题，介绍几个题型和解题思想，布置课后习题。
附录二：学生成果展示（略）超重与失重一、教材分析：超重与失重，既是牛顿运动定律的应用，又是日常生活中常见的物理现象，它还是当今宇宙开发中面临的重要问题。
教材中安排这一节，既能进一步巩固学生学习过的受力分析、牛顿运动定律等知识，又能增强物理知识与日常生活、宇宙开发的联系，同时激发学生学习物理的兴趣、培养学生爱科学、学科学、用科学的思想热情。
二、教学目标：根据《高中课程标准》的要求，通过认识超重和失重现象，并解释生活中的有关问题制定了本节的三维目标。
（1）知识与技能①通过实验认识超重和失重现象；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；（2）过程与方法目标通过经历超重与失重的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型在物理学过程中的作用。
通过经历超重与失重科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
（3）情感态度与价值观①渗透"学以致用"的思想，激发学生的学习热情和兴趣；②培养学生参与科技活动的热情和将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的超重和失重问题；③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。
三、教学重点：让学生理解超重和失重的实质。
四、教学难点：产生超重和失重的条件以及知识的应用。
五、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。
六、教具：体重称、下面扎孔的塑料瓶、多媒体教学课件。
七、评价标准：1、学生是否能够通过合作的探究式学习方式切身感受到生活中的超重和失重现象；2、学生是否能够根据已有的牛顿定律的知识从理论上理解超重和失重现象的本质；3、学生是否能够把所学到的对超重和失重现象的本质的理解应用到具体的生产和生活中去并且解释和解决一些具体的问题；4、在合作的探究性学习的过程中，学生是否具有积极探索的创新精神、交流合作精神及对科学的好奇心与求知欲，是否乐于探究自然界的奥秘，能否体验到探索自然规律的艰辛与喜悦。
八、教学过程：（一）、课前准备：[实验探究一]让学生玩悠悠球，在竖直方向上分别做匀速运动、加速运动和减速运动，感受悠悠球的重力以及悠悠球对手的拉力大小的变化，提出问题为什么会发生这样的变化？[实验探究二]1、教师发给每个研究小组一个体重称，每个研究小组再发给一份超重与失重研究记录表，地点选在可上下直行的电梯内；23、学生实地调查、实验、观察、记录；4、讨论、分析，得出结论；5、课上成果交流。
学生通过对超重与失重现象亲身地观察、讨论、分析，获得第一手的实践材料，达到对知识的获得有一个全过程了解目的，同时激发学生们研究性学习的热情、加深对超重与失重现象的理解。
（二）、课堂实录1、导入新课2005年中国最伟大的成就之一就是"神舟六号"载人飞船发射成功，实现了多人多天的太空飞行，各种媒体都有大量的相关报道，其中就谈到有关超重和失重的问题。
研究超重和失重对我们新产品的开发、科技的进步有着十分重要的意义，比如：在完全失重的情况下，我们可以制造泡沫金属，用来制造机翼，又轻又结实；还可以用液态金属制成绝对球形的理想金属珠，还可以制成超长度的玻璃纤维等等。
那么：什么是超重和失重？在生活中是否也存在超重和失重现象？本节课我们就来研究这个问题。
2、新课教学 ⑴成果交流上课后教师听取学生外出实验的情况简介，对学生分组情况进行抽查，并组织学生代表对科学探究性实验发言。
然后让学生按照分组，对实验数据进行讨论、填表，并通过多媒体视频展台公布学生的填表情况（见下表）。
⑵实验探究⑶理论分析让学生分别对称的示数的每一种变化，自己利用牛顿运动定律分析实验结果的正确性。
这样做的目的使学生对超重和失重由感性认识上升到理性认识① 加速上升或减速下降时：以人为研究对象，由牛顿第二定律F 合=ma ，有：F-mg=maF=mg+ma由牛顿第三定律知： F ′=F= mg+ma即体重称示数为 F= mg+ma② 加速下降或减速上升时：以人为研究对象，由牛顿第二定律F 合=ma ，有：a Fmg - F =maF=mg-ma由牛顿第三定律知： F′=F= mg-ma即体重称示数为 F= mg-ma通过实验和理论论证得到超重和失重的概念。
⑷趣味实验一：每组派一名代表，站在体重计上看谁能使体重计示数最小，这一小组就获得胜利，并分析获胜的原因。
二：在塑料瓶下面扎一些小孔，装上水后水从小孔喷出．让塑料瓶做自由落体运动，喷水情况会怎样变化？先让学生讨论并假设实验结果，引导学生利用牛顿运动定律分析，推导出完全失重的条件，即当物体有向下的加速度，且a=g时，产生完全失重。
通过该实验探究，为后面讲解太空空间站的微重力环境埋下伏笔。
最后引导学生总结出超重与失重现象的条件，以及注意事项。
通过科学探究性实验，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，运用科学思维萌发出科学问题，在利用团队的合作解决问题，提出结论。
使学生由被动学习变成主动的去学习物理知识。
3、案例分析案例1：心脏病人能否乘坐飞机外出旅行？让学生进行讨论分析，然后结合心脏的受力动画分析原因。
即调动了学生学习的兴趣，又达到了学以致用的目的。
案例2：观看“神舟六号”飞行过程，思考以下各阶段航天员处于超重状态还是失重状态？①火箭发射初期 ( )②绕地做圆周运动 ( )③返回舱着地之前（降落伞已张开）( )A、超重B、失重该案例即有利于学生产生“乐学”的情感，又培养了同学们的爱国情结。
4、拓展教材该模块分为三部分：多学一点，主要是为有能力的同学提高认知水平。
STS栏目和信息浏览，为学生提供了各种有趣、有用的资料，通过物理学史上的经典事例等，反映了物理学与科学、技术、社会的紧密联系。
使学生的视野将更开阔，更加热爱科学。
九、家庭作业：请同学们根据课本拓展教材的知识,以谈谈自己的"太空实验设想" 为题材写一篇科技小论文。
希望在这个过程中发展学生乐于合作的团队精神，学会交流和分享研究的信息、创意及成果，并在欣赏自己的同时，也学会欣赏别人。
十、板书设计：1.超重⑴超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。
⑵超重的运动学特征：物体的加速度向上，它包括可能的两种运动情况：向上加速运动或向下减速运动。
2. 失重⑴失重现象：物体对支持物（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。
当物体对支持物（或对悬挂的拉力）等于零时，我们称物体处于完全失重状态。
⑵失重的运动学特征：物体的加速度向下，它包括可能的两种运动情况：向下加速运动或向上减速运动。
物体处于完全失重状态时a =g。
【注意】⑴无论是超重还是失重，物体实际重力不变。
⑵超重和失重与物体运动的速度方向和大小无关，只决定于物体的加速度方向。
十一、教后记：本节课可采用在教师引导下，教师跟学生共同讨论研究的方式进行．在教学中教师要注意学生对知识的接受情况，恰当地提出问题，对学生的认识给予正确的评价和解释。