1、4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）教材分析 本节课教材上设计了两个大问题，1.共点力的平衡条件，2.超重和失重，每个问题都给出了相关定义和一个配套例题，要能灵活应用第一个问题，还需要设计相关练习，第二个问题理解起来有难度，需要设计贴近生活易于理解的实验，帮助学生理解。二、教学目标知识与技能理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。过程与方法培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。引导帮助学生归纳总结发生
2、超重、失重现象的条件及实质。情感态度与价值观渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。三、教学重点、难点共点力作用下物体的平衡条件及应用。发生超重、失重现象的条件共点力平衡条件的应用。超重、失重现象的实质及本质。四、学情分析学生预习知识后，能够理解基本定义，和第一个问题的相关例题，对于第二个问题的实质还是会存在问题。五、教学方法 引导法和实验法六、课前准备充分备课，设计过程、练习、实验和实验仪器。七、课时安排一个课时完成八、教学过程（一）、回顾上节课我们学习了牛顿运动定律解决问题的有关知识，
3、都是哪两种类型：（二）、引入师：今天我们继续来学习用牛顿定律解决问题。首先请同学们回忆一个概念：平衡状态。什么叫做平衡状态。生：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。师：物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？生：因为牛顿定律是力与运动状态相联系的桥梁，所以根据牛顿第二定律知当合外力为0时，物体的加速度为0，物体将静止或匀速直线运动。师：当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？生：根据平行四边形定则将力进行分解合成。师：力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？学生会思考一会儿，但肯定会找到答案生：力的分解合成只适用于共点力。师：那什么是共点
4、力？生：如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点，那这几个力叫做共点力。师：回答得很好，其实在我们刚才的讨论中有一点我要给大家指出来的就是：物体处于平衡状态时分为两类，一类是共点力作用下物体的平衡；一类是有固定转动轴的物体的平衡。在整个高中阶段，我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。今天我们先来研究共点力作用下物体的平衡条件。（三）、共点力作用下物体的平衡条件【定义】：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。师：同学们能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗？生：很多。如桌上的书、吊着的电灯、做匀速直线运动的汽车等等。师：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态？生：不是！因为物
5、体在最高点虽然速度为0，但仍受到重力，加速度仍为g，物体不能保持静止或匀速直线运动。师：回答得很好！平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动，并不说若指某一时刻静止，那这一时刻就是平衡状态。平衡状态是一个持续的过程。或平衡状态是指加速度为0的状态。例1、城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为G，角AOB等于，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？1、轻质细绳中的受力特点：两端受力大小相等，内部张力处处相等。2、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态
6、）的特点：这两个力必然沿杆的方向且大小相等。3、节点O也是一理想化模型。ABOGF1F2F3F1YF1X练习1、举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的说法正确的是（C ）A不变 B减小 C增大 D不能确定【解析】如下图：为了保证棒静止，两手举杠铃的力沿竖直方向的分力之和应与重力抵消。所以当手臂夹角变大时，为了保证举力竖直方向的分力大小不变，则要求举力增大。 （四）、超重与失重师：自从神州六
7、号飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我们就来研究这个问题。播放一段视频增加学生的感性认识例2、人站在电梯中，人的质量为m。NG人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？【解析】:求解人对地板的压力，该题中如果选电梯为研究对象，受力情况会比较复杂，甚至无法解题。所以我们只能选人为研究对象，那选人为研究对象能求解出人对电梯的压力吗？能！根据牛顿第三定律：作用力与反作用力是等在反向的。只要求出电梯对人的支持力，再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力。因为人是静止的所以合外力为0有：人随电梯以加速度a匀加速上升，人对地板的压力为多大？【解析】:以加速度a匀加速上升，
8、因为加速，所以加速度方向与速度同向，物体是上升的，所以加速度方向也是向上的。有看到了什么？人对地面的压力竟然会大于本身的重力？人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大？【解析】：以加速度a匀减速下降，因为减速，所以加速度方向与速度反向，物体是下降的，所以加速度方向是向上的。有人对地面的压力还是大于本身的重力！人随电梯以加速度a(ag)匀加速下降，人对地板的压力多大？人随电梯以加速度a(ag)匀加速下降吗？不可能，最大只能是g2、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？为什么？不会，仍然完全失重3、发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？没有变有！归纳总结（1）什么是超重（失重）现
9、象？（2）什么情况下会出现超重（失重）现象？（3）为什么会出现超重（失重）现象？【牢记】：1、超重和失重是一种物理现象。2、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。3、规律： 物体具有竖直向上的加速度 超重状态 物体具有竖直向下的加速度 失重状态 超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关练习2、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（ C ）A读数偏大，表明装置加速上升B读数偏小，表明装置减速下降C读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D读数准确，表明装置匀速上升或下降从动力学看
10、自由落体运动物体做自由落体运动的两个条件。九、板书设计用牛顿运动定律解决问题（二）一、 共点力的平衡条件1、 平衡状态2、 条件：合力为0例题1：二、超重和失重1、什么是超重（失重）现象？2、什么情况下会出现超重（失重）现象？3、为什么会出现超重（失重）现象？例题2十、教学反思本节课实验设计科帮助学生理解，但是超重和失重的相关练习，学生掌握的还不是很好，应加强理解的基础上，多加练习。必修一4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）学案课前预习学案一、 预习目标理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。二、预习内容4.7 用牛顿运动
11、定律解决问题（二）1、什么叫做平衡状态。2、物体处于平衡状态时它的受力特点是什么3、当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？4、什么是共点力？5、什么是超重（失重）现象？6、什么情况下会出现超重（失重）现象？7、为什么会出现超重（失重）现象？三、提出疑惑超重和失重的规律是什么？课内探究学案一、学习目标理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。二、学习过程共点力作用下物体的平衡条件？同学们能列举生活中物体处于平衡
12、状态的实例吗？竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态？例题1、城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为G，角AOB等于，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？那什么是超重和失重呢？【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。实验1、用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提和迅速下放。实验2、学生站在医用体重计上，观察下
13、蹲和站起时秤的示数如何变化完全失重【定义】：如果物体正好以大小等于g方向竖直向下的加速度做匀变速运动，这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有了重力作用，这种状态是完全失重。例2、人站在电梯中，人的质量为m。人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？人随电梯以加速度a匀加速上升，人对地板的压力为多大？人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大？三、反思总结四、当堂检测1、举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面关
14、于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的说法正确的是（ ）A不变 B减小 C增大 D不能确定2、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（ ）A读数偏大，表明装置加速上升B读数偏小，表明装置减速下降C读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D读数准确，表明装置匀速上升或下降五、课后练习和提高1、如图所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍增大水平力F，而物体仍能保持静止，下列说法正确的是（ ） A、斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大B、斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大C、斜面底部受到地面的
15、摩擦力为F，方向水平向右 D、斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向左ABC2、如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿固定斜面C匀速下滑的过程中物体A受力是（ ）A、只受重力B、只受重力和支持力C、有重力、支持力和摩擦力D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力3、把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪些是正确的（ ）A、木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球B、木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的C、木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡4、在力的合成中，下列关于两个分力
16、(大小为定值)与它们的合力的关系的说法中，正确的是（ ）FA、合力一定大于每一个分力； B、合力一定小于分力；C、合力的方向一定与分力的方向相同；D、两个分力的夹角在0180变化时，夹角越大合力越小5、如图所示，恒力F大小与物体重力相等，物体在恒力F的作用下，沿水平面做匀速运动，恒力F的方向与水平成角，那么物体与桌面间的动摩擦因数为（ ）A、B、C、D、6、2009年8月17日，在德国柏林进行的2009世界田径锦标赛女子撑杆跳高决赛中，罗格夫斯卡以4米75的成绩夺冠。若不计空气阻力，则罗格夫斯卡在这次撑杆跳高中（）A.起跳时杆对她的弹力大于她的重力B起跳时杆对她的弹力小于她的重力 C起跳以后的
17、下落过程中她处于超重状态 D起跳以后的下落过程中她处于失重状态7、有关超重和失重的说法，正确的是（）A物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减少B竖直上抛运动的物体处于完全失重状态C在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程D在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程8、某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的2一t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）A在05s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态B在5s10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力C在10s20s内，观光电梯在减速下降，该同学处于失重状态D在20s25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态答案：当堂检测1、C 2、C课后练习和提高1、BD 2、B 3CD 4、D 5、C 6、AD 7、B 8、BD